本技术公开了一种基于单矢量模型预测的永磁同步电机单电流传感器控制方法。首先,分析并计算出了永磁同步电机的电流预测模型,结合滚动优化原理并设计代价函数,考虑到在实际使用数字控制器导致的延迟时间,设计含一拍延迟补偿的无差拍预测模型,在分析三相电流重构可能差生的问题后,通过设置沉没阈值的方式选择最/次优矢量,完成整个基于单矢量模型预测的永磁同步电机单电流传感器控制。本发明有效的降低了控制系统结构复杂度,提高了驱动系统动态响应速度,改善了重构三相电流的波形质量,减小了电流纹波。
背景技术
针对永磁同步电机的系统结构而言,传统控制系统一般采用至少两个电流传感器进行电流采集,系统成本和复杂度高且不利于整体可靠性能的提升。采用单个电流传感器进行电流采集,能够有效降低成本、减小体积,同时避免多个传感器不同步导致的误差。然而,精确的电流采样是保证高性能控制的基础,采用单电流传感器在降低系统复杂度的同时,也对电流采集的精确度提出了挑战,主要包含两个方面:其一,由于单电流传感器的采用,电流只能在有源矢量作用时间内进行采集,若有源矢量作用时间不满足采样窗口时间,则会导致电流采样失败,产生重构死区问题;其二,一个控制周期内需要进行两相电流的分别采样,采样时刻分别设置于不同有源矢量作用时间内,而理想的三相电流必须满足同时刻条件,分时采样势必使三相电流重构产生重构误差问题。
传统单电流传感器控制一般安装于逆变器直流母线侧,随有源作用矢量的切换而采集到不同的相电流,然而由于硬件条件的限制,电流的采集需要一定的采样时间,因此要求有源作用矢量作用时间要满足最小采样时间,若无法满足,则会导致相应的相电流信息无法得到采集,即出现重构死区。同时,由于相电流信息分不同时刻采样,三相电流的重构计算不能满足基尔霍夫电流定律的基本条件,即出现重构误差。
研究单电流传感器控制方案,不但有利于简化系统结构,降低硬件成本,还有利于电流传感器的容错控制,在故障发生时,系统通过重新配置电流传感器的采集方式,能够保证设备不停机,提升可靠性。
实现思路