中國科學院長春光學精密機械與物理研究所鄧永停獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國科學院長春光學精密機械與物理研究所申請的專利一種永磁同步電機有限控制集預測電流控制方法及裝置獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN117220548B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-15發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202311100177.4,技術領域涉及:H02P21/14;該發明授權一種永磁同步電機有限控制集預測電流控制方法及裝置是由鄧永停;楊天;李洪文;王建立設計研發完成,并于2023-08-29向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種永磁同步電機有限控制集預測電流控制方法及裝置在說明書摘要公布了:本發明公開了一種永磁同步電機有限控制集預測電流控制方法及控制裝置,其中控制方法包括步驟:建立考慮逆變器非線性影響的永磁同步電機數學模型;根據永磁同步電機的電流極性和逆變器的開關狀態修正逆變器輸出的電壓矢量;使用修正的電壓矢量估計和預測未來時刻永磁同步電機的電流;根據預測電流計算預定義的代價函數,并選擇代價函數最小的電壓矢量,將代價函數最小的電壓矢量對應的開關狀態應用于逆變器。本發明能夠有效地降低永磁同步電機驅動系統逆變器的非線性影響,補償效果好,能夠減小電流諧波和穩態誤差,提高電流環的跟蹤精度。
本發明授權一種永磁同步電機有限控制集預測電流控制方法及裝置在權利要求書中公布了:1.一種永磁同步電機有限控制集預測電流控制方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟S1,建立考慮逆變器非線性影響的永磁同步電機數學模型; 步驟S2,根據永磁同步電機的電流極性和逆變器的開關狀態修正逆變器輸出的電壓矢量; 步驟S3,使用修正的電壓矢量估計和預測未來時刻永磁同步電機的電流; 步驟S4,根據預測電流計算預定義的代價函數,并選擇代價函數最小的電壓矢量,將代價函數最小的電壓矢量對應的開關狀態應用于逆變器; 所述步驟S2中,基于脈沖等效性原理修正逆變器輸出的電壓矢量; 其中,當a相橋臂開關狀態由0轉換為1時,根據脈沖等效性原理,電壓誤差可計算為: 式中,Udc表示直流母線電壓;Uce表示IGBT導通壓降;Uf表示續流二級管壓降;ia表示A相電流;其中Ts為電流環控制周期;td為死區時間;UAN表示a相到參考地N間的電壓;k表示控制周期的序號,即第k個控制周期; 所述步驟S3中,基于單步預測方法預測未來時刻永磁同步電機的電流; 其中,電機的預測電流表達式如下: 式中,Rs表示永磁同步電機的定子電阻、Ls表示永磁同步電機的定子電感;id表示d軸電流,iq表示q軸電流,ud表示d軸電壓,uq表示q軸電壓;ωe表示電角速度,ψm表示永磁磁鏈,Δud表示逆變器非線性引起的d軸電壓的改變,Δuq表示逆變器非線性引起的q軸電壓的改變;idk表示通過測量獲得的d軸電流,iqk表示通過測量獲得的q軸電流;idk+1|j表示施加八個電壓矢量的d軸電流預測,iqk1|j表示施加八個電壓矢量的q軸電流預測;[udk-Δudk]|j表示修正后的八個逆變器電壓矢量對應的d軸電壓,[uqk-Δuqk]|j表示修正后的八個逆變器電壓矢量對應的q軸電壓; 或者,基于多步預測方法預測未來時刻永磁同步電機的電流; 其中,預測電流表達式改寫如下: 式中,idk1表示第k+1個采樣周期的d軸預測電流,iqk1表示第k+1個采樣周期的q軸預測電流;idk+2|j表示第k+2個采樣周期的d軸預測電流,iqk2|j表示第k+2個采樣周期的q軸預測電流;[udk-Δudk]表示第k個采樣周期修正后的電壓矢量對應的d軸電壓,[uqk-Δuqk]表示第k個采樣周期修正后的電壓矢量對應的q軸電壓;[udk+1-Δudk+1]|j表示第k+1個采樣周期修正后的電壓矢量對應的d軸電壓,[uqk+1-Δuqk+1]|j表示第k+1個采樣周期修正后的電壓矢量對應的q軸電壓。
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