[发明专利]预测控制模式自切换的永磁同步电机位置控制方法

权利要求书

1.一种预测控制模式自切换的永磁同步电机位置控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一，将电机位置控制过程划分为加速阶段、匀速阶段、减速阶段和低速趋近阶段，其中，加速阶段及减速阶段采用预测电流控制模式，匀速阶段采用预测转速控制模式，低速趋近阶段采用预测位置控制模式；

步骤二，建立成本函数，通过调整成本函数中各权重系数改变预测控制模式，该成本函数的式子如下：

式中：λ₁为电流部分权重系数，λ₂为转速部分权重系数，λ₃为位置部分权重系数，i_q*为定子电流q轴分量设定值，为定子电流d轴分量的预测值；i_q^p(k+1)为定子电流q轴分量的预测值，ω_r^p(k+1)为转子速度预测值，ω_r*为转速设定值，θ^p(k+1)为转子位置角预测值，θ^*为位置设定值；

步骤三，从预测电流控制的加速阶段切换到预测转速控制的匀速阶段，根据电机转速调整成本函数中权重系数λ₂：

式中：λ_2max为成本函数中转速部分权重系数的最大值，ω为电机实际转速，ω_max为设定最大转速；当电机实际转速ω等于ω₀时，进入过渡过程，过渡过程中转速权重系数λ₂根据公式(2)从零开始增大，成本函数中转速部分比重逐渐增加，能够保证电机快速响应的同时抑制超调；

步骤四，从预测转速控制的匀速阶段切换到预测电流控制的减速阶段，由于匀速阶段转速较高，电机减速需一定时间，因此在到达设定位置之前需提前进行减速，切换为电流控制，此时不需考虑超调等问题，直接将λ₂设置为0；

步骤五，从预测电流控制的减速阶段切换到预测位置控制的低速趋近阶段，将λ₂设置为λ_2max。根据位置信息调整权重系数λ₃：

式中：λ_3max为成本函数中位置部分权重系数的最大值，θ为电机的实际位置，当电机的实际位置θ等于θ₂时，进入过渡过程，过渡过程中位置部分权重系数λ₃根据公式(3)从零开始增大，成本函数中位置部分比重逐渐增加，在提高电机位置控制精度的同时抑制振荡。