南京信息工程大学蔡骏获国家专利权
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龙图腾网获悉南京信息工程大学申请的专利一种永磁无刷直流电机矢量优选预测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:CN115514276B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-01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:202211268775.8,技术领域涉及:H02P21/18;该发明授权一种永磁无刷直流电机矢量优选预测控制方法是由蔡骏;李奇峰;严颖;陈亮;贾红云设计研发完成,并于2022-10-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种永磁无刷直流电机矢量优选预测控制方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种永磁无刷直流电机矢量优选预测控制方法,包含电流状态方程的离散化、预测下一时刻的理想电压矢量、扇区划分、判断选取最优电压矢量、计算最优电压矢量作用时间、获取驱动脉冲信号等步骤;设计方法通过增加每个采样周期施加电压矢量的个数,灵活选取并调节两个电压矢量及各自作用时间,使得预测结果更加接近理想电压矢量,提高系统稳定性,减小转矩脉动,获得更好的控制效果;该方法通过十二扇区划分判断理想电压矢量的位置,直接选择出两个最优电压矢量,无需利用价值函数通过遍历所有矢量的方式选取第二个最优电压矢量,从而大幅减小计算量,使模型预测控制方法更具实用性和通用性。
本发明授权一种永磁无刷直流电机矢量优选预测控制方法在权利要求书中公布了:1.一种永磁无刷直流电机矢量优选预测控制方法,用于针对三相全桥驱动模式下的永磁无刷直流电机进行预测控制,其特征在于,包括如下步骤: 步骤A.根据二阶欧拉离散化,利用在旋转坐标系下的定子电流状态方程,获得下一时刻预测校正后的交直轴电流预测值,并采用无差拍预测控制思想,获得延时补偿后的当前时刻理想电压矢量,然后进入步骤B; 步骤B.基于延时补偿后当前时刻理想电压矢量在α轴、β轴上的分解值,通过反正切函数,获得当前时刻理想电压矢量所对应的角度,并结合电机空间电压矢量所对应等角度划分下十二扇区中的各个待选电压矢量,获得当前时刻理想电压矢量所对应的第一最优电压矢量、第二最优电压矢量,然后进入步骤C; 上述步骤B包括如下步骤B1至步骤B3; 步骤B1.根据延时补偿后的当前k时刻理想电压矢量分别在d轴、q轴上的分解值 按如下公式: 获得当前k时刻理想电压矢量分别在α轴、β轴上的分解值其中,θ表示永磁无刷直流电机的转子位置角度,然后进入步骤B2; 步骤B2.通过反正切函数如下: 获得当前k时刻理想电压矢量所对应的角度γ,然后进入步骤B3; 步骤B3.根据电机空间电压矢量所对应等角度划分下十二扇区中的各个待选电压矢量,获得当前时刻理想电压矢量所对应的第一最优电压矢量Uvec1、第二最优电压矢量Uvec2; 步骤C.根据当前时刻理想电压矢量所对应的第一最优电压矢量、第二最优电压矢量,按两最优电压矢量分别所对应作用时长之和等于采样周期,获得第一最优电压矢量、第二最优电压矢量分别所对应的作用时长,然后进入步骤D; 上述步骤C包括如下步骤C1至步骤C3; 步骤C1.根据如下公式: 获得零矢量作用时交轴电流的斜率h0,Ls表示永磁无刷直流电机中定子电感,Rs表示永磁无刷直流电机中定子电阻,ωr表示永磁无刷直流电机转子角速度,ψf表示永磁无刷直流电机的永磁体磁链,然后进入步骤C2; 步骤C2.根据零矢量作用时交轴电流的斜率h0,结合第一最优电压矢量Uvec1、第二最优电压矢量Uvec2分别在q轴上的分解值Uq_vec1、Uq_vec2,按如下公式: 获得第一最优电压矢量Uvec1、第二最优电压矢量Uvec2作用时交轴电流的斜率hvec1、hvec2,然后进入步骤C3; 步骤C3.根据如下公式: 获得第一最优电压矢量Uvec1、第二最优电压矢量Uvec2分别所对应的作用时长tvec1、tvec2,表示交轴电流参考值,iqk表示当前k时刻交直轴电流理论精确值在q轴上的分解值;步骤D.以第一最优电压矢量与第二最优电压矢量其中一个最优电压矢量所对应作用时长与采样周期的比值,构建调制波,结合预设频率的上三角载波,划分当前时刻所属采样周期中第一最优电压矢量、第二最优电压矢量分别作用的时长区间,再结合理想电压矢量分别所在各扇区下、预设第一最优电压矢量与第二最优电压矢量分别对应三相全桥中各桥臂的开关状态,获得当前时刻所属采样周期对应三相全桥的驱动脉冲信号,实现对永磁无刷直流电机驱动。
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