上海應用技術大學宗劍獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉上海應用技術大學申請的專利一種永磁同步電機有限集無模型預測電流控制方法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:CN115473469B 。
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:202211126198.9,技術領域涉及:H02P21/22;該發明授權一種永磁同步電機有限集無模型預測電流控制方法是由宗劍;郭鑫設計研發完成,并于2022-09-16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集無模型預測電流控制方法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集無模型預測電流控制方法,包括步驟1:建立PMSM數學模型,其中包含電機內部參數攝動和外部擾動的情況,根據PMSM數學模型建立電流預測模型;步驟2:根據超局部模型原理建立PMSM新型超局部模型,設計擴展滑膜觀測器對其中的未知擾動進行觀測;步驟3:根據步驟2得到的結果,采用有限集預測電流控制方法,將選取的最優電壓矢量對應的開關狀態在逆變器上輸出。本發明僅利用系統的輸入輸出而無需考慮具體的參數,并通過擴展滑模觀測器對未知擾動實現觀測,對參數具有更強的魯棒性。在電機發生參數攝動時,可以保持良好的性能,具體表現為較低的電流脈動和轉矩脈動,以及準確的d?q軸電流跟蹤能力。
本發明授權一種永磁同步電機有限集無模型預測電流控制方法在權利要求書中公布了:1.一種永磁同步電機有限集無模型預測電流控制方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1:建立PMSM數學模型,其中包含電機內部參數攝動和外部擾動的情況,根據PMSM數學模型建立電流預測模型; 步驟2:根據超局部模型原理建立PMSM超局部模型,設計擴展滑膜觀測器對其中的未知擾動進行觀測; 步驟2的具體包括: 步驟2.1:設計d-q坐標系下的PMSM超局部模型為: 式中,ud和uq分別為定子電壓d-q軸分量;id和iq分別為定子電流的d-q軸分量;αd和αq分別為d-q軸電壓增益;βd和βq分別d-q軸的電流增益;Fd和Fd分別表示系統未知擾動在d-q軸的分量;fd和fd分別表示Fd和Fd的變化率; 離散化超局部預測模型為: 式中,Ts為系統采樣周期; 步驟2.2:為了實現對未知擾動F的準確觀測,設計滑膜觀測器為: 式中,和分別表示d-q軸電流估計值;和分別表示未知擾動估計值在d-q軸的分量;gd和gq為待設計的滑膜觀測器增益系數;Idsmo和Iqsmo為滑膜控制函數; 定義電流誤差和擾動誤差為: 式中,ed和eq分別為d-q軸電流估計值與反饋電流的誤差;efd和efq分別為d-q軸未知擾動估計值與實際值的誤差; 將式8和式9分別減去式4和式5,則誤差方程為: 選取ed和eq作為滑膜面,即: 為確保誤差能夠在有限時間內快速收斂至滑膜面,選取指數趨近律為: 式中,s=[sdsq],sgn為符號函數,ε和λ為待設計的參數; 進一步,將式15代入式12和式13中,有: 將efd和efq視為擾動,則滑膜控制函數為: 設計的觀測器需滿足Lyapunov穩定,選取Lyapunov函數: 對V求導為: 根據Lyapunov穩定性判據,設計的滑膜觀測器需滿足: 將sd、sq、代入式20中,則穩定性條件為: 則參數ε和λ需滿足: 綜上所述,在設定合適參數的情況下,所設計的觀測器漸進穩定; 將觀測器離散化為: 步驟3:根據步驟2得到的結果,采用有限集預測電流控制方法,將選取的最優電壓矢量對應的開關狀態在逆變器上輸出。
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