【摘 要】
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永磁同步电动机因其效率高、功率密度大等优点,在航空航天、交通运输等领域得到了广泛的应用。模型预测控制技术因其能够有效处理多输入多输出与非线性系统,在电机控制中有着极大的优势。模型预测控制依赖电动机的预测模型,但电动机参数受到工况变化的影响会出现变化,造成模型失配,导致预测精度与控制性能的降低。本文以永磁同步电动机为对象,研究基于模型预测控制的电流预测误差补偿算法。首先,针对模型失配造成预测电流误差
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永磁同步电动机因其效率高、功率密度大等优点,在航空航天、交通运输等领域得到了广泛的应用。模型预测控制技术因其能够有效处理多输入多输出与非线性系统,在电机控制中有着极大的优势。模型预测控制依赖电动机的预测模型,但电动机参数受到工况变化的影响会出现变化,造成模型失配,导致预测精度与控制性能的降低。本文以永磁同步电动机为对象,研究基于模型预测控制的电流预测误差补偿算法。首先,针对模型失配造成预测电流误差问题,本文以电阻、永磁体磁链和电感的变化为主要扰动因素,推导各参数变化时预测误差公式,分析这三种参数对预测电流误差的影响以及对控制系统稳定性的冲击程度,并通过软件仿真来验证理论分析的有效性,为研究预测电流误差补偿算法奠定基础。其次,针对电流误差中包含的参数失配信息,提出改进的预测电流误差补偿方案。在预测电流计算环节,根据预测电流误差中包含误差信息的特点,利用上个周期对应电压矢量的电流误差对当前预测电流进行补偿。在价值函数评估中,为克服传统预测误差补偿方案中电阻与永磁体磁链扰动被忽略的问题,通过带有分段函数的预测误差累积量,引入稳态时的参数扰动信息,选择出能够削弱扰动影响的电压矢量,提高控制系统的鲁棒性。在MATLAB平台上搭建补偿算法仿真模型,对本文所提算法的有效性进行验证。最后,以TMS320F28335为核心元件搭建永磁同步电动机实验平台,对所提预测电流误差补偿算法进行验证,实验结果表明该补偿算法能够有效的降低预测电流误差。
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