1.一种永磁同步电机模型预测PI动态权重并行控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,在k时刻,由控制系统进行取样,包括:电机转子电角速度、转子位置角、电机ABC三相电流、直流母线电压;
步骤二,在电机参考电流d轴分量为零控制下,通过转速环PI调节器计算电机参考电流q轴分量;
步骤三,根据电机ABC三相电流,求解电机实际电流d、q轴分量;
步骤四,利用电机离散预测模型,根据k时刻上述电机转子电角速度、电机参考电流d轴和q轴分量、电机实际电流的d轴和q轴分量,得到使得预测电流在k+1时刻跟踪参考电流的预测电压d、q轴分量;
步骤五,根据k时刻电机参考电流d、q轴分量和电机实际电流的d、q轴分量,以及电流环PI控制器,计算PI电压d、q轴分量;
步骤六,以电流误差作为动态和稳态判断条件,设计动态权重系数,并根据预测电压、PI电压和动态权重系数,计算参考电压d、q轴分量;
步骤七,采用传统七段式两电平SVPWM调制策略,在k时刻根据计算出的参考电压d、q轴分量和转子位置角,计算驱动六桥臂逆变器的六路PWM脉冲的占空比,在k+1时刻输出六路PWM脉冲作用于六桥臂逆变器,进而实际输出对应参考电压作用于电机;同时在k+1时刻重复以上步骤一至步骤六,以此循环。
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机模型预测PI动态权重并行控制方法,其特征在于,所述步骤二中电机参考电流d、q轴分量具体为:其中, 分别为电机参考电流d、q轴分量, 为转速环PI调节器比例系数, 为转速环PI调节器积分系数,ωref为转速参考值,ω为电机转子机械角速度。
3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机模型预测PI动态权重并行控制方法,其特征在于,所述步骤三中电机实际电流d、q轴分量具体求解为:其中,id(k)和iq(k)分别为电机实际电流的d、q轴分量,iA(k)、iB(k)和iC(k)为电机的ABC三相电流,MABC/αβ为由ABC三相静止坐标系到αβ两相静止坐标系的变换矩阵,Mαβ/dq为由αβ两相静止坐标系到dq两相旋转坐标系的变换矩阵,具体表达式如下:式中,θ(k)为k时刻d轴与α轴的夹角。
4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机模型预测PI动态权重并行控制方法,其特征在于,所述步骤四中预测电压d、q轴分量的按以下公式计算:其中, 分别为预测电压d、q轴分量,上标PR表示预测值,Rs为定子电阻,Ts为IGBT开关周期,同时也为系统控制周期,Ls为定子电感,Ld、Ld分别为定子电感的d、q轴分量,且在表贴式永磁同步电机中Ld=Lq=Ls,ωe为电机转子电角速度,ψf为转子磁链。
5.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机模型预测PI动态权重并行控制方法,其特征在于,所述步骤五中PI电压d、q轴分量按以下公式计算:其中, 分别为PI电压d、q轴分量,上标PI表示为PI控制器输出值, 为电流环PI调节器比例系数, 为电流环PI调节器积分系数。
6.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机模型预测PI动态权重并行控制方法,其特征在于,所述步骤六中动态权重系数为:且对动态权重系数K进行限幅,使得K≤1;
所述参考电压d、q轴分量按以下公式计算:
其中, 分别为参考电压d、q轴分量。