基于最大轉(zhuǎn)矩電流比的永磁同步電機模型預(yù)測控制.pdf

1、內(nèi)置式永磁同步電機具有高可靠性，高功率密度等特點在工業(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單的控制結(jié)構(gòu)和快速的轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)性能以及較高的參數(shù)魯棒性等優(yōu)點。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)制過程連續(xù)性較差，因此電機輸出轉(zhuǎn)矩波動較大。
　　有

2、限控制集模型預(yù)測控制策略具有動態(tài)響應(yīng)快、目標(biāo)函數(shù)配置靈活、易于處理約束優(yōu)化問題等優(yōu)點，近年來在電氣驅(qū)動領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。有限控制集模型預(yù)測轉(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，使得電機轉(zhuǎn)矩波動問題得到有效的抑制。但是該方法仍存在著許多問題，比如權(quán)重系數(shù)難以整定、計算量較大、調(diào)制矢量過少等。針對以上問題，本文開展了以下研究工作。
　　本文首先介紹了內(nèi)置式永磁同步電機矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制與預(yù)測控制三種常

3、用策略的基本思想和方法，并對內(nèi)置式永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型的建立進行了分析。在此基礎(chǔ)上通過理論和仿真分析了傳統(tǒng)預(yù)測轉(zhuǎn)矩控制中權(quán)重系數(shù)難以整定和轉(zhuǎn)矩波動大的問題，同時又對一些現(xiàn)有的改進方案進行了介紹和探討。
　　針對傳統(tǒng)預(yù)測轉(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)的改進內(nèi)置式永磁同步電機模型預(yù)測轉(zhuǎn)矩控制方法。改進方法通過對電機在最大轉(zhuǎn)矩電流比控制下轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生進行分析，設(shè)計了

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