[发明专利]一种基于价值函数预选择的PMSM多步电流预测控制方法

权利要求书

1.一种基于价值函数预选择的PMSM多步电流预测控制方法，其特征在于：包括，

利用永磁同步电机电流预测模型计算未来时刻的电流预测值；

其中，所述永磁同步电机电流预测模型的表达式如下：

其中，为k+1时刻的dq轴电流预测值，i_dq(k)＝[i_d(k)i_q(k)]^T为k时刻的dq轴电流值；u_opt(k)为作用于k时刻的电压矢量，L为dq轴电感，Ψ_f为永磁体磁链，ω_e为转子电角速度，R为定子相电阻，T为采样周期；

计算所述电流预测值的步骤如下：

输入：上一时刻dq轴电流值与逆变器在上一时刻应用的电压矢量；

输出：下一时刻dq轴电流值；

基于二次函数构建二次函数模型，并通过结合所述二次函数模型与所述电流预测值求解二次函数系数矢量；

构建所述二次函数模型：

其中：为所述二次函数系数矢量；N为预测步数的编号；

其中，所述二次函数系数矢量包括，

通过转换dq轴电流预测值获得abc相电流，并将所述abc相电流代入所述二次函数模型，获得所述二次函数系数矢量如下：

通过所述二次函数模型预测未来时刻的电流轨迹，并通过构建滞环约束条件对所述电流轨迹进行约束控制，进而获得每个候选电压矢量的预测步长；

其中，预测所述未来时刻的电流轨迹的步骤包括：通过利用所述二次函数模型拟合所述电流预测值，获得第k+1时刻到第k+1+N_p时刻的电流轨迹；基于滞环控制策略，构建所述滞环约束条件：

其中：e_abc(k)为第k时刻的预测误差；δ_c为给定值，δ_c+he_abc(k)为滞环宽度；h为误差反馈系数，为给定值；i^*(k)为k时刻的给定电流值；所述约束控制包括：若所述滞环约束条件不成立，则停止预测后面时刻的电流轨迹，进而获得每个候选电压矢量的预测步长N_P；

基于所述预测步长对价值函数进行预选择，并通过遍历寻优确定逆变器的开关状态，完成控制器的优化输出；

其中，所述预选择的步骤如下：

基于所述预测步长的不同，分别定义价值函数g₁、g₂：

其中，‖S(k+1)-S(k)‖₂为逆变器在k+1时刻的开关切换次数；S为逆变器开关状态，S∈{S₀，S₁，S₂，S₃，S₄，S₅，S₆，S₇}；

若所述预测步长等于1，选择此候选电压矢量对应的价值函数为g₁；若所述预测步长大于1，选择此候选电压矢量对应的价值函数为g₂；

选取价值函数值最小时对应的开关状态S(k+1)作为最优开关状态应用于逆变器；

若存在两个及以上的逆变器最优开关状态，定义价值函数g₃：

其中，λ为价值函数中开关切换函数的权重系数，为给定值；

根据所述价值函数g₃对相应的开关状态继续寻优，选出所述价值函数g₃值最小时的开关状态，并将所述开关状态应用于逆变器，多步电流预测控制向前滚动一步。