【摘 要】
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预测电流控制是一种基于预测模型的电机控制策略,由于电机预测模型中存在大量的电机参数,导致该算法对参数十分敏感。在实际应用中,电机参数无法被准确测量并且会随不同的工作条件发生改变,导致预测模型中的电机参数与实际参数之间存在偏差。电机参数偏差将导致预测模型不准确,使预测控制系统出现预测误差,严重时会造成控制性能下降等现象,因此预测电流控制的误差分析与补偿研究非常重要。本文主要对永磁同步电机(Perma
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“永磁同步电机多步预测控制方法研究”(项目编号:51707174);
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预测电流控制是一种基于预测模型的电机控制策略,由于电机预测模型中存在大量的电机参数,导致该算法对参数十分敏感。在实际应用中,电机参数无法被准确测量并且会随不同的工作条件发生改变,导致预测模型中的电机参数与实际参数之间存在偏差。电机参数偏差将导致预测模型不准确,使预测控制系统出现预测误差,严重时会造成控制性能下降等现象,因此预测电流控制的误差分析与补偿研究非常重要。本文主要对永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)预测电流控制中存在的电流预测误差问题进行了分析,提出了一种基于电感参数偏差与电流预测误差关系的参数在线修正方法来减少电流预测误差,实现预测误差的间接补偿。首先,针对PMSM预测电流控制算法的预测误差问题进行了分析。通过分析电机预测模型得到了电流预测误差的主要来源,随后针对电机参数偏差对电流预测误差的影响,根据电机数学模型推导出了两者之间的映射关系,在此基础上分别分析了定子电感、定子电阻以及磁链偏差对电流预测误差的影响,并对三个电机参数偏差的影响规律和影响程度进行了分析和总结。然后,为实现预测电流控制算法预测误差的补偿,本文提出了一种基于PMSM预测电流控制的电感参数在线修正方法:(1)推导出了电感参数偏差与电流预测误差之间的关系,通过比例调节器得到了电感修正值的绝对值;(2)对电机电流预测值和实际值的波动幅度与电感偏差极性之间的关系进行了分析,得到了电感修正值极性的判断准则;(3)基于电机机械旋转周期,设置了一种可随电机转速自适应调整的修正周期来保证电感参数修正的准确性。最后,本文通过不同负载、转速、电感参数偏差条件下的仿真和试验,验证了参数在线修正方法的有效性。结果表明,该方法能够显著改善预测电流控制算法中的预测误差问题,呈现较好的误差补偿效果,并且能够在一定程度上提高系统的控制性能。同时,本文所提出的参数在线修正方法只需使用一个比例调节器就可实现对预测模型电感值的修正,具有结构简单、计算量小的优点,在实际应用中更易于实现。
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