技术特征：
分别为初、次级磁链矢量；τ为电机极距；为推力参考值；f
rated
为额定推力；ψ
rated
为额定初级磁链。4.根据权利要求3所述的基于最优参考磁链的直线电机模型预测控制方法，其特征在于，所述根据所述电机当前的磁链和最优参考磁链矢量确定最优电压矢量组合的步骤，包括：根据所述初级磁链和所述最优参考初级磁链矢量计算参考电压矢量，根据所述参考电压矢量确定最优电压矢量组合。5.根据权利要求4所述的基于最优参考磁链的直线电机模型预测控制方法，其特征在于，所述根据所述初级磁链和所述最优参考初级磁链矢量计算参考电压矢量的步骤，包括：引入价值函数，所述价值函数为当所述价值函数为零，认为参考电压矢量作用时无跟踪误差产生，可得参考电压矢量的α
‑
β分量为：其中，k+1为k+1时刻的电机状态变量；r1代表初级电阻；t
s
为控制周期；i
1α
、i
1β
分别为初级电流的α
‑
β分量；ψ
1α
、ψ
1β
分别为初级磁链的α
‑
β分量；分别是参考电压矢量的α
‑
β分量。6.根据权利要求5所述的基于最优参考磁链的直线电机模型预测控制方法，其特征在于，所述根据所述参考电压矢量确定最优电压矢量组合的步骤，包括：基于参考电压矢量的无误差跟踪原则，选择与参考电压矢量距离最短的最优电压矢量组合。7.根据权利要求6所述的基于最优参考磁链的直线电机模型预测控制方法，其特征在于，所述最优占空比为：其中，u
*
为参考电压矢量；||v||为矢量v的模长；(u
i
,u
j
)为最优电压矢量组合。8.根据权利要求1所述的基于最优参考磁链的直线电机模型预测控制方法，其特征在于，所述根据所述状态参数通过预先构建的磁链观测器观测电机当前的磁链的步骤之后，还包括：根据所述电机当前的磁链并结合直线感应电机数学模型补偿控制器延时。9.根据权利要求8所述的基于最优参考磁链的直线电机模型预测控制方法，其特征在于，所述直线感应电机数学模型为：
其中，u1＝u
1d
+ju
1q
和u2＝u
2d
+ju
2q
分别为初级和次级电压矢量；i1＝i
1d
+ji
1q
和i2＝i
2d
+ji
2q
为初级和次级电流矢量；ψ1＝ψ
1d
+jψ
1q
和ψ2＝ψ
2d
+jψ
2q
为初级和次级磁链矢量；l1＝l
meq
+l
l1
和l2＝l
meq
+l
l2
为初级和次级电感；r1和r2为初级和次级电阻；ω1为同步角速度；ω2为次级角速度；f
e
为电磁推力；τ为电机极距；l
meq
为考虑边端效应后的等效励磁电感，l
meq
＝l
m
(1
‑
f(q))；基于所述直线感应电机数学模型，构建的磁链观测器为：其中，k和k
‑
1分别为k和k
‑
1时刻的电机状态变量；上标
“”
为观测量，为漏磁系数；t
s
为控制周期。10.一种基于最优参考磁链的直线感应电机模型预测控制系统，其特征在于，包括：观测模块，用于获取实时采集的直线感应电机的状态参数，根据所述状态参数通过预先构建的磁链观测器观测电机当前的磁链，其中，所述状态参数包括相电流和速度参数，所述磁链包括初级磁链和次级磁链；最优参考磁链矢量确定模块，用于根据所述状态参数判断直线感应电机的运行区域，根据所述运行区域和所述电机当前的磁链计算对应的最优参考磁链矢量，所述运行区域包括mtpa运行区、恒功率运行区和mtpv运行区；最优电压矢量组合确定模块，用于根据所述电机当前的磁链和所述最优参考磁链矢量确定最优电压矢量组合；脉冲序列控制模块，用于根据所述最优电压矢量组合计算最优占空比，根据所述最优占空比控制逆变器中的三相桥臂脉冲序列，实现对直线感应电机的控制。
技术总结
本发明公开了一种基于最优参考磁链的直线电机模型预测控制方法及系统。该方法应用于直线感应电机领域，包括：获取实时采集的直线感应电机的状态参数，根据状态参数通过预先构建的磁链观测器观测电机当前的磁链；根据状态参数判断直线感应电机的运行区域，根据运行区域和电机当前的磁链计算对应的最优参考磁链矢量，运行区域包括MTPA、恒功率和MTPV运行区；根据电机当前的磁链和最优参考磁链矢量确定最优电压矢量组合；根据最优电压矢量组合计算最优占空比，根据最优占空比控制逆变器中的三相桥臂脉冲序列。本发明将全部控制目标包含在最优参考磁链矢量中，可省略价值函数中因为不同量纲控制量而引入的权重系数，进而省去复杂的权重系数整定过程。的权重系数整定过程。的权重系数整定过程。
技术研发人员：徐伟 唐一融 董定昊
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2021.07.26
技术公布日：2021/11/21