计及电感参数变化的PMSM模型预测电流控制
发布时间：2022-02-12 18:18
针对基于单矢量占空比调节的永磁同步电机（PMSM）模型预测控制（MPC）中存在电流、转矩脉动大的问题,当电感参数变化时会造成计算基本电压矢量作用时间产生偏差,影响预测控制的性能。为此,提出一种基于电感参数校正的PMSM模型预测电流控制方法。该方法利用一个控制周期内的两个基本电压矢量合成幅值、相位均可调的电压矢量,通过在线计算电感参数,更新预测模型,得到更准确的基本电压矢量作用时间。仿真和实验结果表明,该方法能有效降低定子电流脉动,增强系统对电感参数变化的鲁棒性。
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(07)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图１?ＭＰＣ中电压矢量选择??Ｆｉｇ．?１?Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｖｏｌｔａｇｅ?ｖｅｃｔｏｒ?ｉｎ?ＭＰＣ??
?比分析基于单矢量占空比调制预测电流控制和基??于双矢量预测电流控制的ＰＭＳＭ控制系统的动、??稳响应特性，来验证所提方法的有效性和优越性。??Ｆｉｇ．?３?Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＰＭＳＭ??５．１电感不变时的系统仿真分析??不考虑电感参数变化，在给定转速为１?０００?ｒ－??ｍｉｉＴ１、满载＿（１．２７?Ｎ＊ｍ）的工况下，分别采用单矢量??控制和所提双矢量控制方法，系统达到稳态运行??时的定子电流“ｉ，乂波形如图４所示。基于单矢??量控制策略的脉动分别为１．４?Ａ，１．３５?Ａ，而??基于改进的双矢量控制策略的＾，ｉ，脉动分别为??０．３?Ａ，０．８?Ａ，其脉动量分别约减小７８．６％，４０．７％；??采用所提控制方法的＾的谐波含量明显减校??１??－１??ｉｄ??０．６?０．８?１??０．６?０．８?１??＜４．５??－２．５??０．６?０．８?１??０．６?０．８?１??／ＶＷＶＷ??４??０??－４??＾ＡＡＡＡＡＡ；??０．５４?０．５８?０．６２?０．５４?０．５８?０．６２??ｔ／ｓ?ｔ／ｓ??（ａ）单矢量占空比ＭＰＣ?（ｂ）改进的双矢量ＭＰＣ??图４稳态运行仿真结果??Ｆｉｇ．?４?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅ?ｏｐｅｒａｔｉｏｎ??当电机给定转速为１?０〇〇ｖ？?ｍｉｎ－１，空载启动，在??０．５?ｓ?突加?０．６３５?Ｎ．ｍ?负载，在?０．８?ｓ?突加?１．２７?Ｎ．ｍ??负载时，分别采用前述两种控制方法时的ＰＭＳＭ??调速系统的、和电机转速《的动
?０．５４?０．５８?０．６２??ｔ／ｓ?ｔ／ｓ??（ａ）单矢量占空比ＭＰＣ?（ｂ）改进的双矢量ＭＰＣ??图４稳态运行仿真结果??Ｆｉｇ．?４?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅ?ｏｐｅｒａｔｉｏｎ??当电机给定转速为１?０〇〇ｖ？?ｍｉｎ－１，空载启动，在??０．５?ｓ?突加?０．６３５?Ｎ．ｍ?负载，在?０．８?ｓ?突加?１．２７?Ｎ．ｍ??负载时，分别采用前述两种控制方法时的ＰＭＳＭ??调速系统的、和电机转速《的动态响应波形如??图５所示。??ｊ?１??ｊ?１?ｎ?＇?＂?ｉｄ??５?２??０??Ｔ?１?２００??？｜?８００??Ｌ?４００??＾?０??ｉｄ??／?＇??／??／—————??０?￣０：２?０：４?０：６?０：８?１?〇ｔ￣０：２?０：４?０：６?０：８?Ｉ??ｔ／ｓ?ｔ／ｓ??（ａ）单矢量占空比ＭＰＣ?（ｂ）改进的双矢量ＭＰＣ??图５动态响应仿真结果??Ｆｉｇ．?５?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｄｙｎａｍｉｃ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ??由图可知，无论是单矢量控制，还是改进的双??矢量控制策略，系统在负载突变时具有良好的转??速跟踪能力，最大转速降落约为５％，且后者方法??能够显著减小?＾ｄ，ｉｑ?的脉动。??５．２电感变化时的系统仿真分析??当电感参数变化时，电机在给定转速１?００〇！？？??ｍｉｒＴ１，空载启动，０．５?ｓ时突加半载负载，０．８?ｓ突加??７４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]模型失配永磁同步电机模型预测控制研究[J]. 郝剑奇,何凤有,陈俊磊. 电力电子技术. 2019(10)
[2]永磁同步电机有限控集模型预测电流控制预测误差分析[J]. 李键,牛峰,黄晓艳,方攸同. 电机与控制学报. 2019(04)
[3]计及参数误差的永磁同步电机最优虚拟矢量预测电流控制[J]. 康劲松,李旭东,王硕. 电工技术学报. 2018(24)
[4]永磁同步电机双矢量模型预测电流控制[J]. 徐艳平,张保程,周钦. 电工技术学报. 2017(20)
[5]感应电机三矢量模型预测磁链控制[J]. 张永昌,夏波,杨海涛. 电气工程学报. 2017(03)
[6]基于扰动观测器的永磁同步电机预测电流控制[J]. 易伯瑜,康龙云,冯自成,黄志臻. 电工技术学报. 2016(18)
本文编号：3622201
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(07)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图１?ＭＰＣ中电压矢量选择??Ｆｉｇ．?１?Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｖｏｌｔａｇｅ?ｖｅｃｔｏｒ?ｉｎ?ＭＰＣ??
?比分析基于单矢量占空比调制预测电流控制和基??于双矢量预测电流控制的ＰＭＳＭ控制系统的动、??稳响应特性，来验证所提方法的有效性和优越性。??Ｆｉｇ．?３?Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＰＭＳＭ??５．１电感不变时的系统仿真分析??不考虑电感参数变化，在给定转速为１?０００?ｒ－??ｍｉｉＴ１、满载＿（１．２７?Ｎ＊ｍ）的工况下，分别采用单矢量??控制和所提双矢量控制方法，系统达到稳态运行??时的定子电流“ｉ，乂波形如图４所示。基于单矢??量控制策略的脉动分别为１．４?Ａ，１．３５?Ａ，而??基于改进的双矢量控制策略的＾，ｉ，脉动分别为??０．３?Ａ，０．８?Ａ，其脉动量分别约减小７８．６％，４０．７％；??采用所提控制方法的＾的谐波含量明显减校??１??－１??ｉｄ??０．６?０．８?１??０．６?０．８?１??＜４．５??－２．５??０．６?０．８?１??０．６?０．８?１??／ＶＷＶＷ??４??０??－４??＾ＡＡＡＡＡＡ；??０．５４?０．５８?０．６２?０．５４?０．５８?０．６２??ｔ／ｓ?ｔ／ｓ??（ａ）单矢量占空比ＭＰＣ?（ｂ）改进的双矢量ＭＰＣ??图４稳态运行仿真结果??Ｆｉｇ．?４?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅ?ｏｐｅｒａｔｉｏｎ??当电机给定转速为１?０〇〇ｖ？?ｍｉｎ－１，空载启动，在??０．５?ｓ?突加?０．６３５?Ｎ．ｍ?负载，在?０．８?ｓ?突加?１．２７?Ｎ．ｍ??负载时，分别采用前述两种控制方法时的ＰＭＳＭ??调速系统的、和电机转速《的动
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【参考文献】：
期刊论文
[1]模型失配永磁同步电机模型预测控制研究[J]. 郝剑奇,何凤有,陈俊磊. 电力电子技术. 2019(10)
[2]永磁同步电机有限控集模型预测电流控制预测误差分析[J]. 李键,牛峰,黄晓艳,方攸同. 电机与控制学报. 2019(04)
[3]计及参数误差的永磁同步电机最优虚拟矢量预测电流控制[J]. 康劲松,李旭东,王硕. 电工技术学报. 2018(24)
[4]永磁同步电机双矢量模型预测电流控制[J]. 徐艳平,张保程,周钦. 电工技术学报. 2017(20)
[5]感应电机三矢量模型预测磁链控制[J]. 张永昌,夏波,杨海涛. 电气工程学报. 2017(03)
[6]基于扰动观测器的永磁同步电机预测电流控制[J]. 易伯瑜,康龙云,冯自成,黄志臻. 电工技术学报. 2016(18)
本文编号：3622201
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