基于最大轉(zhuǎn)矩電流比的永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制.pdf

1、內(nèi)置式永磁同步電機(jī)具有高可靠性，高功率密度等特點(diǎn)在工業(yè)制造、軌道交通、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用受到廣泛的青睞。在最大的轉(zhuǎn)矩電流比控制方法下，內(nèi)置式永磁同步電機(jī)可以提供更高的轉(zhuǎn)矩密度?？臻g矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制作為較為經(jīng)典的兩種控制策略，其中，直接轉(zhuǎn)矩控制策略具有較為簡(jiǎn)單的控制結(jié)構(gòu)和快速的轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能以及較高的參數(shù)魯棒性等優(yōu)點(diǎn)。但由于直接轉(zhuǎn)矩控制策略采用轉(zhuǎn)矩和磁鏈滯環(huán)控制器，導(dǎo)致調(diào)制過(guò)程連續(xù)性較差，因此電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大。
　　有

2、限控制集模型預(yù)測(cè)控制策略具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、目標(biāo)函數(shù)配置靈活、易于處理約束優(yōu)化問(wèn)題等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在電氣驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。有限控制集模型預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制相比直接轉(zhuǎn)矩控制，它使用精確的內(nèi)部模型取代傳統(tǒng)滯環(huán)控制器，使得電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)問(wèn)題得到有效的抑制。但是該方法仍存在著許多問(wèn)題，比如權(quán)重系數(shù)難以整定、計(jì)算量較大、調(diào)制矢量過(guò)少等。針對(duì)以上問(wèn)題，本文開(kāi)展了以下研究工作。
　　本文首先介紹了內(nèi)置式永磁同步電機(jī)矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制與預(yù)測(cè)控制三種常

3、用策略的基本思想和方法，并對(duì)內(nèi)置式永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型的建立進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上通過(guò)理論和仿真分析了傳統(tǒng)預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制中權(quán)重系數(shù)難以整定和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大的問(wèn)題，同時(shí)又對(duì)一些現(xiàn)有的改進(jìn)方案進(jìn)行了介紹和探討。
　　針對(duì)傳統(tǒng)預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制策略中調(diào)制電壓矢量較少和權(quán)重系數(shù)問(wèn)題，論文引入離散空間矢量調(diào)制策略并提出了一種能夠省去權(quán)重系數(shù)的改進(jìn)內(nèi)置式永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制方法。改進(jìn)方法通過(guò)對(duì)電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩電流比控制下轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)了

4、一種具有統(tǒng)一轉(zhuǎn)矩量綱且不需要權(quán)重系數(shù)的評(píng)價(jià)函數(shù)。同時(shí)結(jié)合磁鏈?zhǔn)噶靠刂频姆椒ǜ纳屏怂嵩u(píng)價(jià)函數(shù)在電機(jī)輕載時(shí)的缺點(diǎn)。該方法相比磁鏈?zhǔn)噶吭u(píng)價(jià)函數(shù)的方法能夠使電機(jī)在重載時(shí)具有更好的轉(zhuǎn)矩控制效果。
　　最后，本文在基于兩電平逆變器饋電的內(nèi)置式永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)上，對(duì)傳統(tǒng)方法及其改進(jìn)方法進(jìn)行了相關(guān)仿真和實(shí)驗(yàn)分析。仿真和實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和磁鏈的波形進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)分析得出:本文所提改進(jìn)方案相比傳統(tǒng)方法省去了權(quán)重系數(shù);與磁鏈?zhǔn)噶糠椒ㄏ?/p>