带有模型自校正的永磁同步电动机多步模型预测电流控制

发布时间：2020-06-11 21:32

【摘要】：模型预测电流控制方法具有动态响应快和约束条件灵活多变等优点,引起了众多学者的广泛关注。模型预测电流控制方法所选的最优电压矢量是一个控制周期内的最优,未考虑到未来多个控制周期对当前时刻系统性能的影响,从而导致系统稳态性能较差。针对这一问题,本文以永磁同步电动机为控制对象,研究了一种多步模型预测电流控制方法,该方法同时考虑了最优电压矢量和其他电压矢量所包含的最优信息,确保所选电压矢量在两个控制周期内最优。模型预测电流控制方法是一种依赖预测模型的方法,电动机参数的准确性会直接影响系统的控制性能。同时,为了提高多步模型预测电流控制方法的参数鲁棒性,本文研究了一种带有模型自校正的多步模型预测电流控制方法,利用电感观测算法在线观测出定子电感等效值并校正预测模型,进而通过多步模型预测电流控制算法选择电压矢量输出给逆变器。为了验证带有模型自校正的多步模型预测电流控制方法的可行性和有效性,本文以永磁同步电动机为控制对象,分别在MATLAB仿真软件和两电平电压型逆变器平台上进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果表明:相比于模型预测电流控制方法,带有模型自校正的多步模型预测电流控制和多步模型预测电流控制两种方法均减小了直交轴电流脉动;与模型预测电流控制和多步模型预测电流控制方法相比,带有模型自校正的多步模型预测电流控制方法降低了系统对永磁同步电动机定子电感的敏感度,提高了系统的参数鲁棒性。此外,模型预测电流控制、多步模型预测电流控制和带有模型自校正的多步模型预测电流控制三种方法的平均开关频率大致相同。
【图文】：

4 永磁同步电动机控制系统实验平台4.1 实验系统硬件结构图 4-1 是本文所使用的实验平台照片，其采用基于 PE-Expert 控制系统来驱动PMSM。实验平台主要由 PE-Expert 控制系统、主电路、被控电机、负载电机、示波器和上位机组成，其中被控电机和负载电机组成对拖系统。图 4-1 实验平台照片Fig.4-1. Photograph of experimental platform图 4-2 是实验平台框图，主要由功率电路、调理电路和控制电路等组成，下面将详细介绍三部分电路。驱动电路PWM模块信号调理保护电路ADC模块SCI模块DSPTMS320C6713QEP模块编码器PMSMaibicidcU上位机调压器380V~dcU示波器D/A转换图 4-2 实验平台框图Fig.4-2 block diagram of experimental platform功率电路主要由整流电路、逆变电路、驱动电路等组成。主功率电路是由调压器、三相桥式不可控整流电路和三相桥式电压型逆变电路构成，三相桥式不可控整流电路将主电路PE-Expert控制系统负载电机被控电机示波器上位机

Fig.4-3 Control interface of upper monitor件结构制器是 TMS320C6713，，在 CCS3.1 编译器中进将其分为硬件层、驱动层和应用层。硬件层主
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM341

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本文编号：2708486