全速域永磁同步電機轉矩預測控制.pdf

1、由于永磁同步電機具有效率高、功率密度大及重量輕等優(yōu)點，已在很多需要高動態(tài)響應和寬調速范圍的工業(yè)場合得到了廣泛應用。對于由內埋式永磁同步電機驅動的電動汽車，在基速以下通常采用最大轉矩電流比（MTPA）控制，以提高驅動系統(tǒng)的運行效率；而在基速以上采用弱磁（FW）控制，以拓寬電機運行速度范圍。本文利用模型預測控制（MPC）在處理多變量復雜約束問題時的優(yōu)越性，研究了全速域永磁同步電機轉矩預測控制方法。
　　首先，在研究傳統(tǒng)永磁同步電機矢量

2、控制（FOC）和直接轉矩控制（DTC）系統(tǒng)的同時，詳細介紹了新型高性能模型預測控制算法在內埋式永磁同步電機中的應用。電流預測控制（CPC）類似于矢量控制，專注于控制定子d、q軸電流，以預測控制器取代電流內環(huán)結構。轉矩預測控制（TPC）直接控制電機轉矩，但具有比直接轉矩控制更優(yōu)的動態(tài)性能。通過對比四種控制方法，并結合電動汽車運行特點和控制需求，探討了適合于電動汽車的控制方法。
　　其次，在對MTPA進行數學推導的基礎上，給出了其數學

3、意義和物理意義，對比分析了MTPA模式和id=0模式的控制性能。根據MTPA運行特點，對基于公式計算法的MTPA控制策略進行了仿真驗證。重點研究了基于高頻注入法的MTPA控制策略，包括：MTPA高頻坐標系建立、最優(yōu)MTPA角度提??；提出了基于轉矩預測控制算法的MTPA控制策略，設計了MTPA預測控制器，提高了系統(tǒng)的動態(tài)性能，并對開關頻率進行了約束限制。
　　接著，從弱磁控制基本理論出發(fā)，考慮逆變器實際輸出電壓和電流限制，規(guī)劃電機運