[发明专利]表贴式永磁同步电机电流预测控制方法

摘要

本发明表贴式永磁同步电机电流预测控制方法，涉及通过矢量控制来控制直流电动机的方法，一、按同步采样和控制周期T采样，对电机信号进行采样；二、计算求出下一时刻，即(k+1)T时刻的控制电压矢量u_s(k+1)；三、实施电流控制；四、实现对SPMSM电流矢量的预测控制；该方法结合电流动态变化本质及电流矢量特性，提高了电流控制速度和精度，实现电流矢量的准确跟随，克服了现有技术对永磁同步电机电流控制速度和精度仍然较低的缺陷。

主权项

表贴式永磁同步电机电流预测控制方法，其特征在于步骤如下：该方法中所用到的设备包括DSP、SPMSM、电流传感器和逆变装置；在SPMSM运行时，执行下面的电流预测控制步骤，即电流矢量预测控制步骤：第一步，按同步采样和控制周期T采样，对电机信号进行采样：在当前时刻，即kT时刻，用电流传感器按同步采样和控制周期T采样对电机信号进行采样的方式，来采样SPMSM的定子三相电流中的i_a和i_b信号，另一相电流i_c由i_c＝‑i_a‑i_b计算得到，经Clark变换得到两相静止α‑β坐标系下的电流信号i_α和i_β，并组合为kT时刻的电流矢量i_s(k)＝[i_α,i_β]，提供给电流矢量预测控制器，SPMSM的转子机械位置信号θ_m及经过微分器得到的机械角速度信号ω_m也同时给到电流矢量预测控制器；第二步，计算求出下一时刻，即(k+1)T时刻的控制电压矢量u_s(k+1)：结合由前一级位置控制输出的、速度控制输出的、或人为设定的电流矢量以及第一步检测得到的i_s(k)、θ_m和ω_m，代入电流矢量预测控制计算式(1)计算求出(k+1)T时刻的控制电压矢量u_s(k+1)，$u_s(k+1)=\frac{\mathrm{\τ}}{T}{R}_s[i_s^{*}-i_s\left(k\right)]+2R_s{i}_s\left(k\right)-u_s\left(k\right)-2u_{\mathrm{s\ω}}\left(k\right)---\left(1\right);$第三步，实施电流控制：利用SVPWM将第二步求得的控制电压矢量u_s(k+1)调制转换为逆变装置的PWM控制信号，并在(k+1)T时刻供给逆变装置，控制电机电流矢量跟随给定电流矢量以实施电流控制；第四步，实现对SPMSM电流矢量的预测控制：在(k+1)T时刻作为当前时刻的下一时刻，重复第一步到第三步的过程直至电机运行结束，在电机运行过程中实现对SPMSM电流矢量的预测控制，即实现对表贴式永磁同步电机电流预测控制。