基于强跟踪扩展卡尔曼观测器的三电平逆变器永磁同步电机无模型预测电流控制

作     者：汪凤翔 柯哲涵 柯栋梁 胡存刚 WANG Fengxiang;KE Zhehan;KE Dongliang;HU Cungang

作者机构：中国科学院福建物质结构研究所福建省福州市350002 中国科学院大学北京市怀柔区101408 安徽大学电气工程与自动化学院安徽省合肥市230601 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (PROCEEDINGS OF THE CHINESE SOCIETY FOR ELECTRICAL ENGINEERING)

年 卷 期：2023年第43卷第22期

页      面：8910-8921页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(面上基金)(52277070)。 

主　　题：三电平逆变器 永磁同步电机 无模型预测电流控制 强跟踪扩展卡尔曼观测器 

摘      要：为增强三电平逆变器馈电永磁同步电机驱动系统在模型失配和工况变化下的稳定性和鲁棒性,该文提出一种基于强跟踪扩展卡尔曼观测器的无模型预测电流控制(strong tracking extended Kalman observer based model-free predictive current control,STEKO-MFPCC)策略。首先,分析电机在模型失配工况下的集总扰动,建立系统超局部模型;其次,设计EKO估计超局部模型中非线性部分,同时引入强跟踪滤波策略,快速调整误差协方差矩阵,优化增益矩阵,提升传统扩展卡尔曼算法的动态性能;最后,构建含有中点电位和电流的预测方程,输出令代价函数最小的电压矢量。实验结果表明,相较传统MFPCC,所提方法有效抑制中点电位波动,提升电机转速响应速度,改善输出电流质量,在参数扰动工况下增强系统鲁棒性和抗扰动能力。