检索结果-南通市图书馆

基于PRD型价值函数的永磁同步电机模型预测转矩控制

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无线互联科技 2024年第4期21卷 6-10页

作者：丁志强安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001

针对模型预测转矩控制(Model Predictive Torque Control,MPTC)算法在模型参数失配时鲁棒性较差的问题,文章在永磁同步电机MPTC控制系统中提出一种比例-谐振-微分(Proportion-Resonant-Differentiation,PRD)型价值函数,通过谐振误差运... 详细信息

针对模型预测转矩控制(Model Predictive Torque Control,MPTC)算法在模型参数失配时鲁棒性较差的问题,文章在永磁同步电机MPTC控制系统中提出一种比例-谐振-微分(Proportion-Resonant-Differentiation,PRD)型价值函数,通过谐振误差运算对指定频率的谐波可以进行有选择的补偿,因此当谐振频率和电机转速一致时,可对转矩和磁链进行无差的调节跟踪;通过微分误差运算,预测误差变化的趋势,抑制转矩和磁链误差的振荡变化。仿真结果证明,采用PRD型价值函数的MPTC,动态响应快且能够抑制转矩和磁链纹波,降低MPTC对模型参数的依赖性。

关键词：预测转矩控制价值函数 PRD控制器鲁棒性永磁同步电机

基于集成优化的感应电机无权重系数预测转矩控制

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电工技术学报 2022年第12期37卷 2992-3003页

作者：谢昊天汪凤翔柯栋梁唐莹 Kennel Ralph 慕尼黑工业大学电力电子与电气传动研究所慕尼黑803332 中科院海西研究院泉州装备制造研究所电机驱动与功率电子国家地方联合工程研究中心泉州362200

预测转矩控制作为一种新兴的控制策略,通过计算目标函数中的转矩与磁链误差,选取最优开关状态,近年来被广泛应用于交流调速电机系统。与传统的矢量控制相比,预测转矩控制具有动态响应快、开关频率低等优势。为统一目标函数中不同误差项... 详细信息

预测转矩控制作为一种新兴的控制策略,通过计算目标函数中的转矩与磁链误差,选取最优开关状态,近年来被广泛应用于交流调速电机系统。与传统的矢量控制相比,预测转矩控制具有动态响应快、开关频率低等优势。为统一目标函数中不同误差项的量纲,预测转矩控制需要设计系数用于调节转矩与磁链误差的权重。然而,依据经验设计的权重系数难以适应不同工况条件。针对以上问题,该文提出一种基于集成优化结构的无权重系数预测转矩控制策略。该控制策略同时优化转矩与磁链误差项,分别得到3个转矩最优与磁链最优的开关状态序列,通过集成优化算法求解最优开关状态。实验结果表明,基于集成优化的无权重系数预测转矩控制在多种工况下具备较好的稳态与动态性能。

关键词：感应电机预测转矩控制无权重系数集成优化

基于新型解析权重因子配置的感应电机模型预测转矩控制

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电工技术学报 2023年第20期38卷 5421-5433页

作者：颜黎明郭鑫徐玺声魏巍长安大学汽车学院西安710064

在感应电机有限集预测转矩控制中,权重因子的配置是多控制目标协同优化的关键参数。由于缺乏理论指导,通常采用试凑法,因而难以实现电驱系统的最优控制。针对此问题,该文提出基于新型解析权重配置的感应电机预测转矩控制。首先,分析了... 详细信息

在感应电机有限集预测转矩控制中,权重因子的配置是多控制目标协同优化的关键参数。由于缺乏理论指导,通常采用试凑法,因而难以实现电驱系统的最优控制。针对此问题,该文提出基于新型解析权重配置的感应电机预测转矩控制。首先,分析了不同转速转矩工况下,权重因子对电磁转矩脉动、定子磁链幅值脉动和电流谐波含量的影响机理。然后,依据感应电机电磁关系的内在联系,解析地推导了权重因子配置的数学表达式,可实现不同工况下感应电机的多目标最优控制。鉴于权重因子解析表达式依赖于电机参数,该文融合了在线参数辨识技术,可实现权重因子及预测模型的计算精度。实验结果验证了所提算法的有效性。

关键词：模型预测控制感应电机预测转矩控制权重因子代价函数

表贴式永磁同步电机预测转矩控制的无权重代价函数设计方法

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电工技术学报 2023年第12期38卷 3141-3150页

作者：苗轶如宋鹏云吕铭晟刘晓黄守道湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 西南民族大学电气工程学院成都610041

永磁同步电机(PMSM)模型预测转矩控制的代价函数中转矩与磁链具有不同的量纲,需要合理整定各自的权重系数,实现控制性能的优化。为此,该文在构建PMSM离散数学模型的基础上,首先将转矩误差与磁链误差表达式映射至两相静止坐标系下,分别... 详细信息

永磁同步电机(PMSM)模型预测转矩控制的代价函数中转矩与磁链具有不同的量纲,需要合理整定各自的权重系数,实现控制性能的优化。为此,该文在构建PMSM离散数学模型的基础上,首先将转矩误差与磁链误差表达式映射至两相静止坐标系下,分别等价为电压矢量终点到直线和到圆的距离表达式,两者因具有相同的量纲,可直接叠加构成该文所提代价函数,省去了权重系数的选取流程。然后将备选电压矢量依次代入代价函数,选取使代价函数最小的最优电压矢量作为下一控制周期的电压输入。最后建立仿真模型与实验平台,对该文所提无权重代价函数设计方法与其他PMSM预测转矩控制方法的稳态与动态性能进行比较,结果表明,所提方法具有良好的控制性能。

关键词：永磁同步电机(PMSM) 预测转矩控制代价函数权重系数

辅助坐标系下永磁同步电机低载波比无差拍预测转矩控制

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中国电机工程学报 2023年第2期43卷 761-769页

作者：阎彦赵梦圆陈志伟李敏史婷娜浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 天津大学电气自动化与信息工程学院天津市南开区300072

该文提出一种适用于永磁同步电机高速、低载波比运行的无差拍预测转矩控制方法。为了降低低载波比下因转子位置变化引起的预测误差,借助辅助坐标系,通过直接求解微分方程的方法构造新的离散预测模型;基于新模型,提出无差拍转矩控制的控... 详细信息

该文提出一种适用于永磁同步电机高速、低载波比运行的无差拍预测转矩控制方法。为了降低低载波比下因转子位置变化引起的预测误差,借助辅助坐标系,通过直接求解微分方程的方法构造新的离散预测模型;基于新模型,提出无差拍转矩控制的控制量计算表达式和一步延时补偿方法。基于辅助坐标系下磁链与负载角差值间的数学关系,利用磁链预测值可直接获得转矩预测值。此外,为了减低电机参数失配对转矩控制的不利影响,采用暂态时公式法、稳态时功率守恒法计算转矩反馈值。实验结果表明所提方法具有可行性和有效性。与传统方法相比,所提方法在低载波比下具有较小的模型误差,转矩、磁链的预测和控制更加精确,并且对电机参数具有一定的鲁棒性。

关键词：永磁同步电机低载波比预测转矩控制无差拍控制辅助坐标系

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永磁同步电机模型预测转矩控制研究

永磁同步电机模型预测转矩控制研究

作者：陈商玥天津理工大学

学位级别：硕士

永磁同步电机是一种高性能高可靠性的交流电机,具有制造成本低、低耦合、非线性程度低、可靠性高、整体体积小和功率因数高等优点,在工业制造领域中发挥着广泛的作用,因此电机控制技术一直是近些年的研究热点。传统矢量控制存在系统计... 详细信息

永磁同步电机是一种高性能高可靠性的交流电机,具有制造成本低、低耦合、非线性程度低、可靠性高、整体体积小和功率因数高等优点,在工业制造领域中发挥着广泛的作用,因此电机控制技术一直是近些年的研究热点。传统矢量控制存在系统计算量大、动态响应慢等缺陷,直接转矩控制则存在谐波损耗大、磁链脉动大、低速性能差等问题。因此,本文针对永磁同步电机的模型预测控制技术展开深入研究,所做工作如下:首先在构建永磁同步电机电气与机械状态方程的基础上,对其进行离散处理,得到永磁同步电机的差分方程,分别推导了永磁同步电机增量预测模型、转矩预测模型以及最小电流磁链给定计算方法。然后在考虑延时补偿的情况下,分别对以转矩与磁链为代价函数的传统单矢量模型预测控制方法、级联模型预测控制以及多目标排序预测控制方法展开研究。给出了永磁同步电机双矢量预测控制备选矢量的选取原则,阐述了转矩无差拍模型预测控制方法,并在此基础上,介绍了转矩、磁链无差拍的模型预测控制方法。最后分析了权重系数对转矩预测控制效果的影响,再对双矢量无权重永磁同步电机模型预测控制方法进行深入研究的基础上,提出了一种可以有效减少计算量的双矢量无权重模型预测控制。在Matlab的Simulink仿真环境分别搭建了多种永磁同步电机模型预测控制仿真模型。分别对传统单矢量MPTC、级联MPTC、基于排序法的MPTC、模型预测磁链控制、转矩无差拍MPTC、转矩磁链无差拍MPTC以及本文提出三种无权重MPTC的稳态电流谐波畸变率,以及动态效果进行比较。并在基于TMS320C28346的实时数字控制系统的永磁同步电机驱动平台,对本文所提双矢量无权重模型预测控制方法稳态与动态控制性能验证,仿真与实验结果共同表明,本文所提减少计算量双矢量无权重模型预测控制方法能够在减小计算的基础上,依然具有较低的电流谐波畸变与快速的动态响应。

关键词：预测转矩控制无权重双矢量无差拍计算量

共母线型开绕组永磁同步电机级联型预测转矩控制研究

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共母线型开绕组永磁同步电机级联型预测转矩控制研究

作者：于军勇广西大学

学位级别：硕士

将传统预测转矩控制技术应用于共母线型开绕组永磁同步电机中,其成本函数中存在两个权重因子需要同时整定,过程繁杂;双逆变器形成的64种开关组合若全部进行迭代循环,会使得算法执行负担过重;共母线结构产生的零序电流也会影响系统的输... 详细信息

将传统预测转矩控制技术应用于共母线型开绕组永磁同步电机中,其成本函数中存在两个权重因子需要同时整定,过程繁杂;双逆变器形成的64种开关组合若全部进行迭代循环,会使得算法执行负担过重;共母线结构产生的零序电流也会影响系统的输出性能。针对这些问题,本文将级联型预测转矩控制引入其中,并构造了两种级联型预测转矩控制架构。1)提出两级串联型预测转矩控制策略。首先将双逆变器所形成的电压矢量平面划分为12个扇区,根据当前时刻定子磁链和电磁转矩所处的具体扇区,将电压矢量的作用效果分为四类,形成这些电压矢量的开关组合也分为四类,实现了对有限控制集的初步优化;然后根据初步优化后有限集中开关组合对零序电流的作用效果对其进行分类,这一过程同时实现了对零序电流的抑制和对有限控制集的再次优化;最后为电磁转矩和定子磁链分别建立独立的成本函数,在有限控制集优化的基础上构建出电磁转矩和定子磁链两层寻优的预测转矩控制策略。2)提出三级串联型预测转矩控制策略。首先仍然是对有限控制集进行优化,扇区划分方法和电压矢量分类方法与两级串联型预测控制策略中相同,但不进行二次优化。由于某一电压矢量可能由多种开关组合形成,因此按照特定规则仅挑选部分开关组合去组成有限控制集,也可以使有限控制集中的元素数量与两级串联型控制策略中相同;然后将对零序电流的控制纳入分层寻优过程中,实现对零序电流的在线控制,为电磁转矩、定子磁链和零序电流分别建立独立的成本函数,构建出三层寻优的级联型预测控制策略。3)为了验证所提策略的正确性和有效性,首先构建共母线型开绕组永磁同步电机控制模型对所提算法进行仿真分析,并在搭建的控制平台上进行实验测试,仿真和实验结果均表明所提两种级联型预测控制策略在不引入权重因子的情况下仍然具有较好的输出特性,而且通过对有限控制集的优化缩短了程序的执行时间,减轻了计算负担。

关键词：共母线型开绕组永磁同步电机预测转矩控制电磁转矩定子磁链零序电流

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基于新型权重解析法的永磁电机预测转矩控制

航空学报 2022年第12期43卷 480-491页

作者：颜黎明郭鑫赵冬冬长安大学汽车学院西安710064 西北工业大学自动化学院西安710072

在永磁同步电机有限集预测转矩控制中,多控制目标的最优协同调控依赖于权重因子的配置。由于目前缺乏理论指导,权重因子的设计通常采用额定值法或试凑法,无法实现多工况下永磁同步电机电磁转矩和定子磁链幅值的协同控制。针对此问题,提... 详细信息

在永磁同步电机有限集预测转矩控制中,多控制目标的最优协同调控依赖于权重因子的配置。由于目前缺乏理论指导,权重因子的设计通常采用额定值法或试凑法,无法实现多工况下永磁同步电机电磁转矩和定子磁链幅值的协同控制。针对此问题,提出了基于新型解析权重因子配置的永磁同步电机模型预测转矩控制。基于仿真法研究了代价函数中权重因子对电驱系统控制性能的影响规律,详细阐述了解析权重因子的推导过程及其数学表达式。考虑到解析权重及预测模型均依赖于电机参数,本文方法融合了在线电机参数辨识技术。与传统预测转矩控制相比,本文方法具有更好的动态、稳态及鲁棒性能。

关键词：模型预测控制永磁同步电机预测转矩控制权重因子最优控制

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基于矢量作用时间的新型预测转矩控制

中国电机工程学报 2016年第11期36卷 3045-3053页

作者：夏长亮仇旭东王志强史婷娜天津大学电气与自动化工程学院天津市南开区300072 天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室天津市西青区300387

为了获得期望的转矩和磁链幅值,文中推导了电压矢量作用下的两种最优矢量作用时间。借助矢量作用时间,提出一种无需权重系数整定的新型预测转矩控制(predictive torque control,PTC)算法。新型算法利用矢量作用时间衡量电压矢量对转矩... 详细信息

为了获得期望的转矩和磁链幅值,文中推导了电压矢量作用下的两种最优矢量作用时间。借助矢量作用时间,提出一种无需权重系数整定的新型预测转矩控制(predictive torque control,PTC)算法。新型算法利用矢量作用时间衡量电压矢量对转矩和磁链的作用效果,代替了传统PTC中的转矩和磁链幅值预测环节,并将价值函数中的转矩和磁链幅值误差项分别替换为两种矢量作用时间,进而使价值函数仅包含时间这一量纲,从而避免了权重系数的整定问题。同时,依靠矢量作用时间选择最优矢量可以有效避免占空比调制环节在传统PTC算法中难以发挥作用的问题。新型算法将虚拟矢量与占空比结合,并对有限控制集进行优化,在减少了备选矢量的前提下获得更多的矢量方向和长度选择,提高了控制性能。实验结果表明该文算法具有更好的转矩和磁链控制性能。

关键词：预测转矩控制价值函数权重系数虚拟矢量占空比