本發(fā)明屬于電動機控制，公開了一種永磁同步電機驅(qū)動控制方法、記錄媒體和系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著永磁材料性能的不斷提升、加工工藝的日益完善以及現(xiàn)代控制技術的迅速發(fā)展，永磁同步電機在多個領域，包括交通、風力發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、家用電器、醫(yī)療設備、航空航天和軍工等領域，已經(jīng)展現(xiàn)出極強的競爭力。永磁同步電機的核心在于其驅(qū)動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)在各種工作環(huán)境下起到確保永磁同步電機安全穩(wěn)定運行的關鍵作用。驅(qū)動控制系統(tǒng)通常由變流器、控制器、電源和傳感器等組成，其中控制器通過控制算法生成對變流器的控制指令，從而實現(xiàn)對電機的精確控制?？刂扑惴ㄖ苯記Q定了電機的運行性能。

2、傳統(tǒng)的永磁同步電機控制算法采用比例積分模塊來追蹤指令轉(zhuǎn)速和指令電流，但這種方法需要對比例參數(shù)和積分參數(shù)進行手動調(diào)整，且對于不同型號的電機，需要重新進行調(diào)試。此外，比例積分方法對于指令突變的響應能力相對較弱，可能導致電機在指令突變時出現(xiàn)明顯的波動。與之不同，基于模型預測控制的方法通過預測下一個周期的電機狀態(tài)，進而生成控制指令，無需進行初始參數(shù)調(diào)整。由于控制指令是基于實時測量數(shù)據(jù)生成的，因此模型預測控制具有出色的動態(tài)響應能力。

3、在模型預測控制方法中，需要對所有潛在的電壓矢量進行遍歷尋優(yōu)找到最佳解，且電壓矢量數(shù)量越多時，控制性能越好。但是在增加候選電壓矢量的同時，也會增加系統(tǒng)的計算復雜程度，因此模型預測控制中的候選電壓數(shù)量受到處理器計算能力的限制。而當候選電壓矢量數(shù)量不足時，每周期的控制指令與實際動作之間的誤差較大，電機運行時的電流諧波會顯著增加。此外，在負載或轉(zhuǎn)速指令突變時，電機可能會進入瞬時過載狀態(tài)，此時逆變器進入過調(diào)制狀態(tài)，無法準確執(zhí)行電壓矢量指令，造成控制誤差的出現(xiàn)和控制性能的下降。

技術實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明提供一種永磁同步電機驅(qū)動控制方法，包括以下步驟：

2、s1.根據(jù)指令電壓矢量的合成關系，通過坐標系轉(zhuǎn)化實現(xiàn)標幺化計算；

3、s2.在轉(zhuǎn)化后坐標系中通過指令電壓矢量的坐標值判斷電壓矢量所處扇區(qū)，根據(jù)所處扇區(qū)及坐標值計算得到指令電壓矢量角度；

4、s3.構建虛擬電壓矢量集合，根據(jù)指令電壓矢量角度及所處扇區(qū)，搜尋與指令電壓矢量角度最接近的虛擬電壓矢量作為最優(yōu)電壓矢量；

5、s4.由指令電壓矢量和最優(yōu)電壓矢量求解出所處周期的占空比；由占空比計算得到逆變器三相開關在一個周期的開通時間；

6、s5.通過開通時間對逆變器三相開關進行閉環(huán)控制，完成對永磁同步電機的驅(qū)動控制。

7、優(yōu)選的，s2步驟中對位于過調(diào)制區(qū)域的指令電壓矢量進行修正，調(diào)整指令電壓矢量角度使修正后的電壓矢量位于可調(diào)制區(qū)域內(nèi)。

8、優(yōu)選的，s1步驟中坐標系轉(zhuǎn)化包括將指令電壓矢量由dq旋轉(zhuǎn)坐標系變換到αβ固定坐標系，再通過坐標變換由αβ固定坐標系變換到gh基礎電壓矢量坐標系。

9、本發(fā)明的另一方案在于提供一種非暫態(tài)可讀記錄媒體，用以存儲包含多個指令的一個或多個程序，當執(zhí)行指令時，將致使處理電路執(zhí)行上述的一種永磁同步電機驅(qū)動控制方法。

10、本發(fā)明的又一方案在于提供一種永磁同步電機驅(qū)動控制系統(tǒng)，包括處理電路及與其電性耦接的存儲器，所述存儲器配置儲存至少一程序，所述程序包含多個指令，所述處理電路運行所述程序，能執(zhí)行上述一種永磁同步電機驅(qū)動控制方法。

11、相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明提供的一種永磁同步電機驅(qū)動控制方法、記錄媒體和系統(tǒng)存在以下有益效果：

12、通過角度搜索方法去除了遍歷尋優(yōu)過程，虛擬電壓矢量數(shù)量的增加不會增加系統(tǒng)的計算量。因此相較于傳統(tǒng)模型預測控制方法，在所提出方法中構建的虛擬電壓矢量數(shù)量可以任意選擇，控制效果不再會受到硬件計算能力的限制，永磁同步電機控制性能得到了很大提升。

13、在此基礎上，針對電機運行過程中逆變器可能存在的過調(diào)制問題，提出了一種基于所提出的角度搜索方法的過調(diào)制處理方案，在不增加額外控制模塊的情況下對過調(diào)制問題進行了優(yōu)化處理，提升了電機控制系統(tǒng)在負載或轉(zhuǎn)速指令突變時的動態(tài)響應性能。

技術特征：

1.一種永磁同步電機驅(qū)動控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種永磁同步電機驅(qū)動控制方法，其特征在于，s2步驟中對位于過調(diào)制區(qū)域的指令電壓矢量進行修正，調(diào)整指令電壓矢量角度使修正后的電壓矢量位于可調(diào)制區(qū)域內(nèi)。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種永磁同步電機驅(qū)動控制方法，其特征在于，s1步驟中坐標系轉(zhuǎn)化包括將指令電壓矢量由dq旋轉(zhuǎn)坐標系變換到αβ固定坐標系，再通過坐標變換由αβ固定坐標系變換到gh基礎電壓矢量坐標系。

4.一種非暫態(tài)可讀記錄媒體，用以存儲包含多個指令的一個或多個程序，其特征在于，當執(zhí)行指令時，將致使處理電路執(zhí)行權利要求1-3中任一項所述的一種永磁同步電機驅(qū)動控制方法。

5.一種永磁同步電機驅(qū)動控制系統(tǒng)，包括處理電路及與其電性耦接的存儲器，其特征在于，所述存儲器配置儲存至少一程序，所述程序包含多個指令，所述處理電路運行所述程序，能執(zhí)行權利要求1-3中任一項所述的一種永磁同步電機驅(qū)動控制方法。

技術總結
本發(fā)明屬于電動機控制技術領域，特別涉及一種永磁同步電機驅(qū)動控制方法，通過角度搜索方法去除了遍歷尋優(yōu)過程，虛擬電壓矢量數(shù)量的增加不會增加系統(tǒng)的計算量。因此相較于傳統(tǒng)模型預測控制方法，在所提出方法中構建的虛擬電壓矢量數(shù)量可以任意選擇，控制效果不再會受到硬件計算能力的限制，并在不增加額外控制模塊的情況下對過調(diào)制問題進行了優(yōu)化處理，提升了永磁同步電機控制及動態(tài)響應性能。本發(fā)明還提供一種存儲有該方法程序的非暫態(tài)可讀記錄媒體及包含該媒體的系統(tǒng)，通過處理電路可以調(diào)用程序，執(zhí)行上述方法。

技術研發(fā)人員：汪逸哲,李進,張航,桂本,吳思維,楊剛,許雅琴,駢齊翔,鄧曉琴,張海濤,譚業(yè)貴,王峰
受保護的技術使用者：三峽智能工程有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19