[发明专利]基于滑模的永磁同步电机预测电流控制方法和系统

摘要

本发明公开了一种基于滑模的永磁同步电机预测电流控制方法和系统，其中方法的实现包括：根据不考虑参数变化的永磁同步电机模型，将当前时刻dq轴坐标系下的等效电流、下一时刻的d轴参考电流和下一时刻的q轴参考电流输入无差拍预测电流控制器，预测出当前时刻dq轴坐标系下的电压；将等效电流、电机转速和上一时刻dq轴坐标系下的电压输入高阶滑模微分器，得到参数变化导致的dq轴电流干扰；将参数变化导致的dq轴电流干扰补偿给无差拍预测电流控制器，得到dq轴坐标系下电机的驱动电压，利用驱动电得到三相输入电压，驱动永磁同步电机运行。本发明动态响应速度快，稳态控制精度高，提高了永磁同步电机的控制精度及其运行的可靠性。

主权项

1.一种基于滑模的永磁同步电机预测电流控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采集当前时刻的永磁同步电机的转子位置、电机转速和三相电流，经过坐标变换得到永磁同步电机在当前时刻dq轴坐标系下的等效电流；(2)根据设定的永磁同步电机下一时刻的参考转子电角速度和下一时刻的d轴参考电流，采集永磁同步电机下一时刻的q轴参考电流；(3)根据不考虑参数变化的永磁同步电机模型，将当前时刻dq轴坐标系下的等效电流、下一时刻的d轴参考电流和下一时刻的q轴参考电流输入无差拍预测电流控制器，预测出当前时刻dq轴坐标系下的电压；(4)将永磁同步电机在dq轴坐标系下的等效电流、电机转速和上一时刻利用无差拍预测电流控制器得到的上一时刻dq轴坐标系下的电压输入高阶滑模微分器，得到参数变化导致的dq轴电流干扰；(5)将参数变化导致的dq轴电流干扰补偿给无差拍预测电流控制器，消除无差拍预测电流控制器的参数依赖性的缺陷，得到dq轴坐标系下电机的驱动电压，将驱动电压经过坐标变换以及正弦脉冲宽度调制得到永磁同步电机的三相输入电压，驱动永磁同步电机运行；所述无差拍预测电流控制器为：其中，T_S为采样周期，u(k)为当前时刻dq轴坐标系下的电压，i^*(k+1)为下一时刻dq轴坐标系下的参考电流，i(k)为当前时刻dq轴坐标系下的等效电流，R_s0为已知理想定子电阻，L₀为已知理想定子电感，ψ_f0为已知理想永磁体磁链，ω_e(k)为当前时刻电机转速；所述高阶滑模微分器为：其中，为当前时刻的dq轴电流干扰，为上一时刻的dq轴电流干扰，u(k‑1)为上一时刻dq轴坐标系下的电压，为估计下一时刻的dq轴电流，为估计当前时刻的dq轴电流，z_i(k‑1)为上一时刻dq轴电流干扰的导数，z_i(k‑2)为上上一时刻dq轴电流干扰的导数，v_i0(k)为当前时刻的中间变量，v_i0(k‑1)为上一时刻的中间变量，v_i1(k)为当前时刻干扰产生的中间变量，v_i1(k‑1)为上一时刻干扰产生的中间变量，v_i1(k‑2)为上上一时刻干扰产生的中间变量，η₀、η₁、η₂和K为高阶滑模微分器参数。