[发明专利]六相永磁同步电机无参数模型预测电流控制系统及方法

权利要求书

1.一种六相永磁同步电机无参数模型预测电流控制系统，包括PWM生成模块和逆变器，PWM生成模块用于输出PWM信号控制逆变器的工作，逆变器用于驱动电机；其特征在于，还包括采样模块、坐标变换模块、电流差计算模块、超局部模型、超局部模型参数估计模块、转速控制器、代价函数模块；其中超局部模型包括延时补偿模块和电流预测模块；

采样模块用于采样各控制周期的定子相电流；其输出定子相电流信号至坐标变换模块；

坐标变换模块用于将定子相电流转换为dq坐标系下d、q轴电流；其输出d、q轴电流分别至电流差计算模块、超局部模型参数估计模块及延时补偿模块；

电流差计算模块用于计算相邻时刻之间的d轴电流差及q轴电流差；其输出计算结果至超局部模型参数估计模块；

超局部模型参数估计模块用于根据已知d、q轴的电流差及矢量控制电压，对超局部模型的参数进行估计；其输出超局部模型的参数分别至延时补偿模块和电流预测模块；

延时补偿模块用于预测电机在第k控制周期的控制电压作用下，在第k+1时刻的电流值；其输出第k+1时刻的电流预测值至电流预测模块；

电流预测模块用于预测分别在12个虚拟控制电压矢量作用下，第k+2时刻d、q轴电流值；其输出对应12个虚拟控制电压矢量的第k+2时刻d、q轴电流预测值至代价函数模块；

转速控制器用于通过给定的转速得到电流参考值；其输入给定转速值，输出电流参考值至代价函数模块；

代价函数模块用于根据电流参考值与对应各虚拟控制电压矢量的电流预测值之间的误差，选取最优矢量控制电压；其输入电流参考值，并分别计算对应各虚拟控制电压矢量的第k+2时刻电流预测值与电流参考值之间的误差，并从12个虚拟控制电压矢量中，筛选出使代价函数值最小的虚拟控制电压矢量，作为第k+1控制周期控制电压矢量V_opt，其将V_opt发送至PWM生成模块，其将V_opt转换成d轴分量和q轴分量后分别发送至超局部模型参数估计模块、延时补偿模块及电流预测模块。

2.根据权利要求1所述的六相永磁同步电机无参数模型预测电流控制系统，其特征在于，电流差计算模块的数学模型为：

式中：

Δi_d(k)为k时刻d轴电流差；

Δi_q(k)为k时刻q轴电流差；

i_d(k)为k时刻d轴电流；

i_q(k)为k时刻q轴电流；

i_d(k-1)为k-1时刻d轴电流；

i_q(k-1)为k-1时刻q轴电流。

3.根据权利要求1所述的六相永磁同步电机无参数模型预测电流控制系统，其特征在于，延时补偿模块的数学模型为：

式中：

为k+1时刻d轴电流预测值；

为k+1时刻q轴电流预测值；

F_{0_d}(k)为k控制周期超局部模型对应d轴的扰动参数；

F_{0_q}(k)为k控制周期超局部模型对应q轴的扰动参数；

A_d(k)为k控制周期超局部模型对应d轴的增益参数；

A_q(k)为k控制周期超局部模型对应q轴的增益参数；

V_d(k)为k控制周期d轴控制电压；

V_q(k)为k控制周期q轴控制电压；

i_d(k)为k时刻d轴电流；

i_q(k)为k时刻q轴电流。