[发明专利]无刷直流电机驱动系统预测控制方法

摘要

本发明涉及无刷直流电机驱动系统的预测控制方法，通过采集实际系统的电流值和经过状态估计的基于混合逻辑动态模型的系统的电流值来做比较，根据系统的历史参数来预测未来参数,即对系统进行状态估计，将电流作为本设计的主要控制对象,由控制器根据实际无刷直流电机驱动系统的逆变器输出信号与状态估计器的输出信号的比较信号作为参考输出量，在完成系统未来时刻参数的估计后,设定优化目标函数,从而选取下一时刻的最优控制量,达到预测控制的目的，该方法简化了数据量，提高和满足了无刷直流电机的控制特性，实现了对电磁转矩脉动的抑制，易于实际运用。

主权项

无刷直流电机驱动系统预测控制方法，所述无刷直流电机驱动系统包括电源、无刷直流电机、传感器以及控制器，所述无刷直流电机是由一个恒压源、电机本体以及三相全桥逆变器组成，所述电机本体包括三相对称星型绕组以及三相反电动势，所述三相全桥逆变器由六个功率开关器件两两串联得到的三个半桥电路、分别并联在六个功率开关器件上的六个二极管组成，所述三相绕组对应着a相电枢绕组、b相电枢绕组以及c相电枢绕组，所述a相电枢绕组、b相电枢绕组以及c相电枢绕组分别对应连接在三相全桥逆变器的三个桥臂的中点，其特征在于：所述预测控制方法包括以下步骤：(1)、将基于混合逻辑动态模型的无刷直流电机驱动系统放入状态估计器中，对该无刷直流电机驱动系统的逆变器的一只功率开关器件的开关状态进行估计，并采样得到一个系统输出的状态估计电流值Ir；(2)、对实际的无刷直流电机驱动系统的逆变器的一只功率开关器件导通时其输出电流进行采样，并采样得到一个实际的电流值Io；(3)、设定一个优化的目标函数，并选取一个优化目标函数值g(i)作为初始参考值，所述设定的优化目标函数为：g＝|ir‑io|，其中ir为参考电流，io为实际输出电流，将步骤(1)中采样得到的状态估计电流值Ir和步骤(2)中得到的实际电流值Io代入优化目标函数中，求取状态估计电流值与实际电流值之间的差值的绝对值；(4)、将所求差值的绝对值输入到控制器中，并将所求差值的绝对值与选取的初始参考值作比较，如果所求差值的绝对值小于初始参考值，那么就赋予该所求差值的绝对值为优化目标函数值g(i)来作为初始参考值，并选取该所求差值的绝对值所对应的功率开关器件的开关状态s(j)作为控制器下一时刻的输出控制量，该输出控制量分别输入到状态估计器中的无刷直流电机驱动系统和实际的无刷直流电机驱动系统来进行下一采样时刻的控制；如果所求差值的绝对值大于或等于初始参考值，那么就选取下一支功率开关器件从步骤(1)开始执行。