[发明专利]一种基于事件触发的永磁同步电机模型预测的控制方法

权利要求书

1.一种基于事件触发的永磁同步电机模型预测的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100：建立永磁同步电机在两相旋转坐标系下的数学模型：

其中，i_d，i_q分别表示永磁同步电机的d轴电流和q轴电流；u_d、u_q是永磁同步电机数学模型的系统输入，分别是电机的d轴电压和q轴电压；R_s，L_d，L_q，Ψ_f是永磁同步电机的系统参数，分别是电机的定子电阻，定子d轴电感，定子q轴电感和转子永磁体磁链；ω_e是电机的转子电角速度；t表示时间；

S200：判断永磁同步电机是否采用有限控制集模型预测控制，具体按照如下步骤实施：

S2001:将电角速度均匀划分为若干个电角速度区域；

若当前时刻电机转子电角速度ω_e处于某个电角速度区域中，将电机电角速度ω_e转换为额定电角速度值ω_s，额定电角速度值ω_s为对应电角速度区域的电角速度上限值与下限值的平均值；

S2002：根据S100中永磁同步电机数学模型，用S2001中得到的额定电角速度值ω_s替换反馈电角速度值ω_e，得到基于各个速度域额定电角速度的永磁同步电机数学模型：

将上式转换为状态空间方程：

其中，x(t)＝[i_d,i_q]^T,u(t)＝[u_d,u_q]^T；

S2003：设触发时间表示为t_i，定义状态误差为：

e(t)＝x(t_i)-x(t),(10)，

其中t_i为上一次事件触发时刻，表示在该时刻，永磁同步电机采用了有限控制集模型预测控制，x(t_i)为触发时刻的状态，x(t)为当前时刻的状态；

令t-t_i＝T_s，T_s为采样周期，得到触发条件：

如果当前t时刻的状态误差满足不等式(19)，则时刻t即为永磁同步电机采用模型预测控制的下一个事件触发时刻；

其中，ae和ce分别为矩阵Ae和矩阵Ce的欧几里得范数上限值，U_dc为给永磁同步电机供电的直流母线电压；

S300:若当前时刻不满足事件触发条件，永磁同步电机采用的电压矢量则沿用上一时刻的电压矢量；若当前时刻满足事件触发条件，永磁同步电机则进行基于有限控制集模型预测的控制。

2.如权利要求1所述的一种基于事件触发的永磁同步电机模型预测的控制方法，其特征在于，所述步骤S300中，永磁同步电机进行基于有限控制集模型预测的控制方法为：

S400、将步骤S100中的永磁同步电机数学模型进行离散化，基于当前k时刻采样获得的d轴电流i_d(k)，q轴电流i_q(k),电角速度ω_e和k时刻应用的电压矢量u_d(k)和u_q(k)，获得k+1时刻的d轴预测电流i_d(k+1)和q轴预测电流i_q(k+1)：

S500：基于延时补偿，在k+1时刻的基础上，根据离散化后的数学模型以及k+1时刻的d轴预测电流和q轴预测电流，预测k+2时刻的d轴电流和q轴电流：

其中，u_d^0-7和u_q^0-7分别是有限控制集中6个基础电压矢量和两个零矢量在当前时刻下的d轴电压和q轴电压，两者一一对应，则有8对电压矢量；从该8对电压矢量中找到满足设定条件的一对电压矢量，作为下一时刻电机采用的电压矢量，用于对永磁同步电机进行有限控制集模型预测控制。