四川大学石紫仪获国家专利权
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龙图腾网获悉四川大学申请的专利一种永磁同步直线电机的鲁棒性电流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:CN121261597B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-03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:202511806910.3,技术领域涉及:H02P21/22;该发明授权一种永磁同步直线电机的鲁棒性电流控制方法是由石紫仪;杨小宝;曾成碧;陈诗赋设计研发完成,并于2025-12-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种永磁同步直线电机的鲁棒性电流控制方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种永磁同步直线电机的鲁棒性电流控制方法,属于永磁同步直线电机控制技术领域,方法包括:S1:建立永磁同步直线电机多坐标系数学模型;S2:构建优化滑模观测器估计转子位置与转速;S3:设计模型预测电流控制确定最优电压矢量;S4:基于SVPWM生成逆变器开关信号并实现闭环反馈。本发明显著增强永磁同步直线电机对参数变化、外部扰动及负载波动的抗干扰能力,提升电机在复杂物流工况下的运行稳定性,避免因环境变化导致的性能衰减。优化电流控制精度,减少电流纹波与转矩脉动,使电机输出推力更平稳,提升物流运输系统的定位精度与运行平顺性。
本发明授权一种永磁同步直线电机的鲁棒性电流控制方法在权利要求书中公布了:1.一种永磁同步直线电机的鲁棒性电流控制方法,其特征在于,包括: S1:获取永磁同步直线电机的三相定子相电压和三相定子相电流,建立三相静止坐标系、两相静止坐标系及两相同步旋转坐标系下的电机数学模型,通过Clark变换将三相电压和电流转换为两相静止坐标系下的电压和电流,再通过Park变换转换为两相同步旋转坐标系下的电压和电流,获取电机固有参数; S2:将两相静止坐标系下的电压和电流输入优化滑模观测器,通过饱和函数抑制抖振,结合锁相环补偿相位延迟,估计得到转子电角度和转子电角速度; S3:将电机固有参数、两相同步旋转坐标系下的电流及转子电角度和转子电角速度输入模型预测电流控制算法,基于前向欧拉离散化构建电流预测模型,补偿数字控制的一步延迟,定义电流跟踪误差最小化的目标函数,确定三相两电平逆变器的所有电压矢量,计算每个电压矢量对应的目标函数值,选择目标函数值最小的电压矢量作为最优电压矢量,获取最优电压矢量对应的开关状态; S4:将转子电角度和最优电压矢量输入空间矢量脉宽调制模块,通过逆Park变换将最优电压矢量转换为两相静止坐标系下的电压分量,判断电压分量所在扇区,基于伏秒平衡原理计算相邻有效电压矢量和零矢量的作用时间,按照开关状态切换次数最少的原则生成逆变器的PWM驱动信号,驱动永磁同步直线电机运行;实时采集永磁同步直线电机运行时的三相定子实际电流,将三相定子实际电流作为步骤S1的输入,形成闭环控制,持续执行步骤S1至S4,实现永磁同步直线电机的鲁棒性电流控制; 步骤S3的模型预测电流控制算法中,目标函数采用多目标优化设计,除电流跟踪误差外,额外引入开关损耗惩罚项,通过动态调整惩罚系数平衡电流控制精度与逆变器开关损耗,所述惩罚系数根据转子电角速度自适应调整,高速工况下增大惩罚系数降低开关频率,低速工况下减小惩罚系数提升控制精度; 电压矢量枚举采用剪枝策略,基于当前电流偏差方向和转子电角速度,先筛选出大概率为最优解的相邻3个电压矢量,再对筛选后的电压矢量进行目标函数计算,减少枚举计算量,提升控制算法的实时性,筛选依据为电压矢量的方向与电流偏差补偿需求的匹配度; 电流预测模型引入参数自适应修正项,基于反馈的实际电流与预测电流的偏差,实时调整电机固有参数中的电感和电阻值,补偿参数漂移带来的预测误差,修正项的权重随偏差增大而提高。
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