中国科学院长春光学精密机械与物理研究所邓永停获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院长春光学精密机械与物理研究所申请的专利一种永磁同步电机有限控制集预测电流控制方法及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117220548B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311100177.4,技术领域涉及:H02P21/14;该发明授权一种永磁同步电机有限控制集预测电流控制方法及装置是由邓永停;杨天;李洪文;王建立设计研发完成,并于2023-08-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种永磁同步电机有限控制集预测电流控制方法及装置在说明书摘要公布了:本发明公开了一种永磁同步电机有限控制集预测电流控制方法及控制装置,其中控制方法包括步骤:建立考虑逆变器非线性影响的永磁同步电机数学模型;根据永磁同步电机的电流极性和逆变器的开关状态修正逆变器输出的电压矢量;使用修正的电压矢量估计和预测未来时刻永磁同步电机的电流;根据预测电流计算预定义的代价函数,并选择代价函数最小的电压矢量,将代价函数最小的电压矢量对应的开关状态应用于逆变器。本发明能够有效地降低永磁同步电机驱动系统逆变器的非线性影响,补偿效果好,能够减小电流谐波和稳态误差,提高电流环的跟踪精度。
本发明授权一种永磁同步电机有限控制集预测电流控制方法及装置在权利要求书中公布了:1.一种永磁同步电机有限控制集预测电流控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤S1,建立考虑逆变器非线性影响的永磁同步电机数学模型; 步骤S2,根据永磁同步电机的电流极性和逆变器的开关状态修正逆变器输出的电压矢量; 步骤S3,使用修正的电压矢量估计和预测未来时刻永磁同步电机的电流; 步骤S4,根据预测电流计算预定义的代价函数,并选择代价函数最小的电压矢量,将代价函数最小的电压矢量对应的开关状态应用于逆变器; 所述步骤S2中,基于脉冲等效性原理修正逆变器输出的电压矢量; 其中,当a相桥臂开关状态由0转换为1时,根据脉冲等效性原理,电压误差可计算为: 式中,Udc表示直流母线电压;Uce表示IGBT导通压降;Uf表示续流二级管压降;ia表示A相电流;其中Ts为电流环控制周期;td为死区时间;UAN表示a相到参考地N间的电压;k表示控制周期的序号,即第k个控制周期; 所述步骤S3中,基于单步预测方法预测未来时刻永磁同步电机的电流; 其中,电机的预测电流表达式如下: 式中,Rs表示永磁同步电机的定子电阻、Ls表示永磁同步电机的定子电感;id表示d轴电流,iq表示q轴电流,ud表示d轴电压,uq表示q轴电压;ωe表示电角速度,ψm表示永磁磁链,Δud表示逆变器非线性引起的d轴电压的改变,Δuq表示逆变器非线性引起的q轴电压的改变;idk表示通过测量获得的d轴电流,iqk表示通过测量获得的q轴电流;idk+1|j表示施加八个电压矢量的d轴电流预测,iqk1|j表示施加八个电压矢量的q轴电流预测;[udk-Δudk]|j表示修正后的八个逆变器电压矢量对应的d轴电压,[uqk-Δuqk]|j表示修正后的八个逆变器电压矢量对应的q轴电压; 或者,基于多步预测方法预测未来时刻永磁同步电机的电流; 其中,预测电流表达式改写如下: 式中,idk1表示第k+1个采样周期的d轴预测电流,iqk1表示第k+1个采样周期的q轴预测电流;idk+2|j表示第k+2个采样周期的d轴预测电流,iqk2|j表示第k+2个采样周期的q轴预测电流;[udk-Δudk]表示第k个采样周期修正后的电压矢量对应的d轴电压,[uqk-Δuqk]表示第k个采样周期修正后的电压矢量对应的q轴电压;[udk+1-Δudk+1]|j表示第k+1个采样周期修正后的电压矢量对应的d轴电压,[uqk+1-Δuqk+1]|j表示第k+1个采样周期修正后的电压矢量对应的q轴电压。
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