天津大学陈益广获国家专利权
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龙图腾网获悉天津大学申请的专利基于预测误差补偿的鲁棒型双矢量模型预测磁链控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115967317B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210985511.8,技术领域涉及:H02P21/14;该发明授权基于预测误差补偿的鲁棒型双矢量模型预测磁链控制方法是由陈益广;张浩然;苏江设计研发完成,并于2022-08-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于预测误差补偿的鲁棒型双矢量模型预测磁链控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于预测误差补偿的鲁棒型双矢量模型预测永磁同步电机磁链控制方法。永磁同步电机模型预测磁链控制高度依赖于电机参数的准确性,然而电机参数受到温度、磁饱和等外界因素的影响会发生变化,从而增大电磁转矩和定子磁链脉动,降低控制系统的跟踪性能。为了降低双矢量模型预测磁链控制算法对电机参数的灵敏度,本发明分别建立延迟补偿、磁链预测以及最优电压矢量作用时间计算各环节的预测误差模型以及误差传递关系,通过在线误差补偿建立各环节独立的误差补偿方案,以提升双矢量模型预测磁链控制算法的参数鲁棒性,提高预测磁链精度。
本发明授权基于预测误差补偿的鲁棒型双矢量模型预测磁链控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于预测误差补偿的鲁棒型双矢量模型预测永磁同步电机磁链控制方法,其特征在于,为降低双矢量模型预测磁链控制算法对电机参数的灵敏度,分别建立延迟补偿、磁链预测以及最优电压矢量作用时间计算各环节的预测误差模型以及误差传递关系,将得到的预测误差分别补偿到各环节中,以提升双矢量模型预测磁链控制算法的参数鲁棒性; 其具体特征如下: 定义L与ψf分别为永磁同步电机的定子电感和转子永磁磁链的实际值,L0与ψf0为标称值,定子电感和转子永磁磁链的参数偏差分别为ΔL=L0-L和Δψf=ψf0-ψf,永磁同步电机的直轴和交轴分别用d轴和q轴表示; 电机参数为标称值条件下,延迟补偿环节的估算表达式为 式中,和分别为k+1Ts时刻电机参数为标称值条件下的d轴和q轴定子磁链的估算值;ψdk和ψqk分别为kTs时刻的d轴和q轴定子磁链的估算值;和分别为kTs时刻内第一最优电压矢量和第二最优电压矢量的作用时间;和分别为电机参数标称值时第一最优电压矢量的定子d轴和q轴磁链变化斜率;和分别为电机参数标称值时第二最优电压矢量的定子d轴和q轴磁链变化斜率,并表示为 式中,udik和uqik分别为第一最优电压矢量的d轴和q轴分量;udjk和uqjk分别为第二最优电压矢量的d轴和q轴分量;R为定子电阻;ωe为电角速度; 参数失配引起的延迟补偿环节定子磁链预测误差为 式中,和分别为k+1Ts时刻延迟补偿环节的d轴和q轴定子磁链的预测误差; 电机参数为标称值条件下,磁链预测环节的估算表达式为 式中,k+1Ts时刻逆变器输出的6个有效电压矢量为umm=1,2,3,4,5,6,udk+1和uqk+1分别为有效电压矢量um的d轴和q轴分量;和分别为k+2Ts时刻um作用下的电机参数为标称值时的d轴和q轴定子磁链的预测值; 参数失配引起的磁链预测环节定子磁链预测误差为 式中,ψdk+1和ψqk+1分别为k+1Ts时刻考虑延迟补偿的d轴和q轴定子磁链的估算值;和分别为k+2Ts时刻磁链预测环节的d轴和q轴定子磁链的预测误差; 设k+1Ts时刻施加的第一最优电压矢量和第二最优电压矢量的作用时间分别为和定子d轴和q轴磁链变化斜率可表示为 式中,和分别为电机参数为标称值时第一最优电压矢量的d轴和q轴磁链变化斜率;和分别为电机参数为标称值时第二最优电压矢量的d轴和q轴磁链变化斜率;udik+1和uqik+1分别为第一最优电压矢量的d轴和q轴分量;udjk+1和uqjk+1分别为第二最优电压矢量的d轴和q轴分量; 参数失配引起的最优电压矢量作用时间计算环节定子磁链预测误差为 式中,和分别为k+2Ts时刻最优电压矢量作用时间计算环节的d轴和q轴定子磁链的预测误差;其中, 式中,和分别为第一最优电压矢量的d轴和q轴磁链变化斜率;和分别为第二最优电压矢量的d轴和q轴磁链变化斜率; 忽略式2和式3中数值较小的第一最优电压矢量和第二最优电压矢量作用时间项后,延时补偿环节预测误差式4近似表示为 忽略式6中数值较小的最优电压矢量作用时间项后,磁链预测环节预测误差近似表示为 将估算得到的预测误差补偿到磁链预测环节中可得 式中,ψdpk+2和ψqpk+2分别为k+2Ts时刻um作用下的d轴和q轴定子磁链的预测值;和分别为k+2Ts时刻磁链预测环节误差补偿后的d轴和q轴定子磁链的预测值; 忽略式7和式8中数值较小的最优电压矢量作用时间项后,最优电压矢量作用时间计算环节预测误差式9近似表示为 将估算得到的预测误差补偿到最优电压矢量作用时间计算环节中可得 式中,ψdk+2和ψqk+2分别为k+2Ts时刻的d轴和q轴定子磁链的预测值;和分别为k+2Ts时刻最优电压矢量作用时间计算环节误差补偿后的d轴和q轴定子磁链的预测值; 通过计算式10~14,可实现双矢量模型预测磁链控制算法的预测误差补偿,从而提高电机参数失配时的预测磁链精度。
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