[发明专利]永磁同步电机驱动系统延寿和转矩精确控制方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机驱动系统延寿及转矩精确控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、设定初始值：

初始化参数，输入转矩和磁链的给定期望值T_e^*、以及开关信号组合S_i(S_a,S_b,S_c),i＝0,1,2...7；

步骤二、读取当前值：

根据当前时刻PMSM系统读取电流值、开关组合S_i，完成k时刻转矩T_e(k)与磁链ψ_s(k)的估计，计算占空比，得到开关信号与对应占空比的组合(S_i,τ_i)；经过预测模型得到下一时刻转矩与磁链的预测值

步骤三、求解目标函数：

设计电机转矩与磁链的跟踪代价函数、驱动系统能耗代价函数和极限安全代价函数来完成模型预测控制中目标函数的设计，求解目标函数J＝J₁+J₂+J₃；

所述目标函数为：

其中，是代表基本控制效果的跟踪代价函数，Q为正定加权矩阵；J₂＝(E(k))_R是代表控制系统能量损耗的能耗代价函数，R为正定加权矩阵；J₃＝h_lim是代表控制系统安全性能的极限代价函数；

所述跟踪代价函数为：

式中，为转矩给定期望值、为磁链幅值给定期望值；

所述能耗代价函数为：

其中，Em为电机铜损；Ei为开关损耗；

式中，E_Gon,E_Goff分别表示名义工况下IGBT元件的闭合能耗和关断能耗，I_n,V_n分别表示名义工况下的电流值和电压值，V_e则表示IGBT元件的栅极阈值电压；

所述极限代价函数为：

式中，i_s(k+1)为系统预测的电枢电流值，i_max为电流安全极限值；

步骤四、占空比调制：

结合步骤三目标函数求解出的系统下一时刻最优的开关量与占空比组合，利用占空比控制一个控制周期内有效电压矢量的作用时间，其余时间则作用零电压矢量的方式来控制PMSM控制系统；

步骤五、转矩滞环控制：

调制永磁同步电机工作的实际转矩幅值，通过判断下一时刻电机转矩的预测值与安全极限值的关系调控下一时刻转矩的期望值；

步骤六、循环计算：

根据转矩滞环调制得到下一时刻合理期望转矩值更新变量数值，返回步骤二，循环计算，实现电动汽车永磁同步电机驱动系统的循环控制。