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专利号: 2018114472400
申请人: 天津大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种永磁同步电机周期性扰动双环预测抑制方法,其特征在于,所述方法包括:设计电流环主预测控制器并嵌入抑制非周期性扰动的电流环扰动观测器,构造成本函数并通过最小化求解获得最优的定子给定控制电压;设计电流环上额外嵌入的扰动抑制环路及扰动控制器;

设计速度环主预测控制器并嵌入抑制非周期性扰动的速度环扰动观测器,构造另一成本函数并通过最小化求解获得最优的参考q轴电流;设计速度环上额外嵌入的扰动抑制环路及扰动控制器;

利用电流环和速度环的闭环传递函数,根据期望的带宽确定预测控制器的参数,根据期望的观测器极点确定观测器系数;

权衡扰动抑制能力与噪声灵敏度确定扰动控制器中比例控制器增益,权衡考虑对特定次谐波的高抑制能力和对其他频率处信号的低影响力,确定扰动控制器中谐振控制器参数。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机周期性扰动双环预测抑制方法,其特征在于,所述电流环扰动观测器具体为:式中,xi(k)是考虑到非周期性扰动后的电流环状态变量,Φi、Γi、Γf及Ηi是新的电流环系数矩阵,Koi是增益矩阵,∧表示相应变量的估计值,is为定子电流矢量, 是永磁磁链。

3.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机周期性扰动双环预测抑制方法,其特征在于,所述构造成本函数并通过最小化求解获得最优的定子给定控制电压具体为:成本函数:

式中, 为预测电流变化, 为一个采样周期内的电流变化,th(k)是电压矢量uch(k)的动作时间;

将成本函数最小化获得最优的u′c,ref(k),即:其中,Ts表示采样周期。

4.根据权利要求3所述的一种永磁同步电机周期性扰动双环预测抑制方法,其特征在于,所述设计电流环上额外嵌入的扰动抑制环路及扰动控制器具体为:引入被控电流环模型设计扰动抑制环路,电流扰动控制器设计为比例控制器KP或比例谐振控制器PRd,单个比例控制器足以抑制谐波信号,而比例谐振控制器可增强对特定谐振频率信号的衰减。

5.根据权利要求4所述的一种永磁同步电机周期性扰动双环预测抑制方法,其特征在于,所述速度环扰动观测器为:式中,xn(k)是考虑到非周期扰动的速度环状态变量,Φn、κn、κT及Ηn是新的速度环系数矩阵,Kon是增益矩阵;∧表示相应变量的估计值。

6.根据权利要求5所述的一种永磁同步电机周期性扰动双环预测抑制方法,其特征在于,所述构造另一成本函数并通过最小化求解获得最优的参考q轴电流具体为:另一成本函数:

式中,Δωe(k)=ωe(k+1)-ωe(k),ωe,ref(k)是参考转子电角频率,ke是速度环预测控制器参数;

另一成本函数最小化,得到:

iq,ref(k)为电流环

的给定信号。

7.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机周期性扰动双环预测抑制方法,其特征在于,所述设计速度环上额外嵌入的扰动抑制环路及扰动控制器具体为:引入被控速度环模型设计扰动抑制环路,速度环扰动控制器设计为比例控制器或比例谐振控制器,单个比例控制器足以抑制谐波信号,而比例谐振控制器可增强对特定谐振频率信号的衰减。