一种永磁同步电机模型预测控制方法、装置及驱动器

技术特征：
1.一种永磁同步电机模型预测控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取永磁同步电机全部开关状态对应的电压矢量，并根据所述电压矢量确定多个备选电压调制矢量，每个所述备选电压矢量的零序分量为零；采集当前控制周期永磁同步电机工作参数；根据所述工作参数和预设预测模型，计算得到每个备选电压调制矢量对应的电流预测值；获取给定电流值，并根据所述给定电流值和多个电流预测值，确定目标电流预测值；将所述目标电流值对应的备选电压调制矢量确定为下一控制周期的目标控制电压，以实现对所述永磁同步电机的驱动控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电压矢量确定多个备选电压调制矢量，包括：确定每个电压矢量对应的三个相电压；根据所述三个相电压，计算获得每个电压矢量对应的零序分量；将零序分量为零的电压矢量确定为备选电压调制矢量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述三个相电压，计算获得每个电压矢量对应的零序分量，包括：根据所述三个相电压，计算所述三个相电压的平均值，并将该平均值作为所述电压矢量对应的零序分量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述工作参数和预设预测模型，计算得到每个备选电压调制矢量对应的电流预测值，包括：获取所述工作参数，所述工作参数包括永磁同步电机的三相定子电流以及电机转子位置角；将所述三相定子电流通过坐标转换成定子电流的直轴分量和交轴分量，以及将所述电机转子位置角通过微分过程获得转子电角速度；将所述备选电压调制矢量通过坐标转换成电压矢量的直轴分量和交轴分量；根据定子电流的直轴分量和交轴分量、电压矢量的直轴分量和交轴分量，以及所述转子电角速度，通过预设预测模型计算获得每个备选电压调制矢量对应的电流预测值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据定子电流的直轴分量和交轴分量、电压矢量的直轴分量和交轴分量，以及所述转子电角速度，通过预设预测模型计算获得每个备选电压调制矢量对应的电流预测值，包括：将所述电流预测值的直轴分量设为指定值；根据所述指定值，结合定子电流的直轴分量和交轴分量、电压矢量的直轴分量和交轴分量，以及所述转子电角速度，通过预设预测模型计算获得每个备选电压调制矢量对应的电流预测值的交轴预测值。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取给定电流值包括：确定当前控制周期目标转速；根据所述目标转速和所述转子电角速度，通过pi控制获得给定电流值。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取给定电流值，并根据所述给定电流值和多个电流预测值，确定目标电流预测值，包括：
根据所述给定电流值和多个电流预测值，通过价值函数计算每个电流预测值的评估值；将评估值最小的电流预测值作为目标电流预测值。8.一种永磁同步电机模型预测控制装置，其特征在于，所述装置包括：备选电压调制矢量确定模块，用于获取永磁同步电机全部开关状态对应的电压矢量，并根据所述电压矢量确定多个备选电压调制矢量，每个所述备选电压矢量的零序分量为零；工作参数采集模块，用于采集当前控制周期永磁同步电机工作参数；电流预测值计算模块，用于根据所述工作参数和预设预测模型，计算得到每个备选电压调制矢量对应的电流预测值；目标电流预测值确定模块，用于获取给定电流值，并根据所述给定电流值和多个电流预测值，确定目标电流预测值；驱动模块，用于将所述目标电流值对应的备选电压调制矢量确定为下一控制周期的目标控制电压，以实现对所述永磁同步电机的驱动控制。9.一种驱动器，其特征在于，所述驱动器包括：存储器和控制器；所述存储器上存储可在所述控制器上运行的计算机程序；所述控制器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的控制方法。10.一种电机系统，其特征在于，所述系统包括串绕组三相四桥臂永磁同步电机以及权利要求9所述的驱动器。

技术总结
本文提供了一种永磁同步电机模型预测控制方法、装置及驱动器，所述方法包括：获取永磁同步电机全部开关状态对应的电压矢量，并根据所述电压矢量确定多个备选电压调制矢量，每个所述备选电压矢量的零序分量为零；采集当前控制周期永磁同步电机工作参数；根据所述工作参数和预设预测模型，计算得到每个备选电压调制矢量对应的电流预测值；获取给定电流值，并根据所述给定电流值和多个电流预测值，确定目标电流预测值；将所述目标电流值对应的备选电压调制矢量确定为下一控制周期的目标控制电压，以实现对所述永磁同步电机的驱动控制，本文能够避免电压矢量中零序分量带来的电流谐波的影响，提高电机控制的可靠性和效率。提高电机控制的可靠性和效率。提高电机控制的可靠性和效率。


技术研发人员：刘春华 董治平
受保护的技术使用者：香港城市大学深圳研究院
技术研发日：2021.06.24
技术公布日：2022/12/26