基于改进模型预测控制永磁同步电机dtc方法

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1、ELECTRICDRIVE2015Vo1．45No．9电气传动2015年第45卷第9期基于改进模型预测控制的永磁同步电机DTC方法雷亚洲，徐艳平，周钦(西安理工大学电气工程系，陕西西安710048)摘要：对于永磁同步电机(PMSM)调速系统，基于模型预测控制(MPC)的直接转矩控制(DTC)计算量较大，不利于在线实现。深入分析了永磁同步电机定子电流和定子磁链的关系，提出了一种无需电流预测的基于改进模型预测控制的直接转矩控制方法。实验结果表明，所提出的控制方法明显减小了传统直接转矩控制的转矩脉动，同时与传统模型预测控制相比，该方法大大降低了计算量和算法复杂度，更有利于在快速动态系统中实现。关键

2、词：永磁同步电机；直接转矩控制；模型预测控制中图分类号：TM351文献标识码：ADirectTorqueControlofPermanentMagnetSynchronousMotorBasedonImprovedModelPredictiveControlLEIYa-zhou，XUYan—ping，ZHOUqin(DepartmentofElectricalEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710o48，Shaanxi，China)Abstract：Forthepermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)

3、controlsystem，thetraditionalmodelpredictivecontrol(MPC)needslargeamountofcalculation，whichisdificulttobeimplementedonline．TherelationshipbetweenstatorcurrentandstatorfluxofPMSMwereanalyzedindepth，andanimprovedmodelpredictivecontrolalgorithmwithoutcurrentpredictionwasproposed．Experimentalresultsshow

4、thatcomparedwiththetraditionaldirecttorquecontrol(DTC)ofpermanentmagnetsynchronousmoor，theimprovedmodelpredictivecontrolalgorithmreducestorqueripplesignificantly，andcomparedwiththetraditionalmodelpredictivecontrol，improvedmodelpredictivecontrolalgorithmreducesthecalculationgemly，whichmakesthisalgor

5、ithmbeconducivetobeimplementedinthefastdynamicsystem．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)；directtorquecontrol(DTC)；modelpredictivecontrol(MPC)模型预测控制(MPC)具有便于处理复杂约幅提高，模型预测控制在交流调速领域中的应用束控制问题、参数依赖性小的优点，自2O世纪80成为可能，对模型预测控制在交流调速领域中的年代以来在过程控制领域得到了广泛的应用。研究成了新的研究热点一1。模型预测控制电压然而由于模型预测控制需要在线求解开环最优矢

6、量的选择方式可以很好地和直接转矩控制控制问题，计算量大，而交流调速系统属于快速(DTC)相结合，其最大的特点在于电压矢量的选动态的机电系统，采样周期短，因而模型预测控择是通过对电机未来状态进行预测优化得到的，制在交流调速领域的研究进展并不顺利。随着选择更加准确，并且模型预测控制的优化判数字信号处理器(DSP)等控制芯片计算能力的大据——价值函数使得在控制目标中加入降低开基金项目：国家自然科学基金(51107098)作者简介：雷亚洲(199o一)，男，硕士，Emaihherelyz@163．toni3电气传动2015年第45卷第9期雷亚洲，等：基于改进模型预测控制的永磁同步电机DTC方法关频率

7、、最大转矩电流比等各种非线性约束变得式中：为电磁转矩；为极对数；为叉乘。更加方便灵活H】。采用一阶欧拉离散法将式(1)、式(2)离散化模型预测控制分为两类：连续控制集模型预可得测控制(CCS—MPC)和有限控制集模型预测控制丁is(+1)=f(+{旦[一Ri()一(FCS—MPC)[51。其中有限控制集模型预测控制s可以将逆变器的离散开关状态与控制目标结合j09(庀)(尼)+n()](4)起来，且原理简单，易