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1、ELECTRICDRIVE2016Vo1．46No．4電氣傳動(dòng)2016年第4J6卷第4期基于模型預(yù)測和諧振調(diào)節(jié)器的PMSM電流控制劉旭東，張承慧，顧欣，李珂(山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院，山東濟(jì)南250061)摘要：為了提高永磁同步電機(jī)(PMsM)的控制性能，提出了一種基于模型預(yù)測控制(MPC)和諧振調(diào)節(jié)器的電流控制方法。首先，通過建立預(yù)測模型和滾動(dòng)優(yōu)化，設(shè)計(jì)PMSM電流預(yù)測控制器。然后，針對電流諧波造成的電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問題，在模型預(yù)測電流控制方法基礎(chǔ)上引入了諧振調(diào)節(jié)器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提方法具有良好的電流動(dòng)態(tài)性能和電流跟蹤特性，且能有效地改善電流波形，減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。關(guān)鍵詞：
2、永磁同步電機(jī)；模型預(yù)測；諧振調(diào)節(jié)器’中圖分類號：TM341文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ACurrentControlBasedOnModelPredictiveandResonantControllerforPMSMLIUXudong，ZHANGChenghui，GUXin，LIKe(SchoolofControlScienceandEngineering，ShandongUnbarsity，J／nan250061，Shandong，China)Abstract：Acurrentcontrolmethodbasedonmodelpredictivecontrolandresonantco
3、ntrollerwasproposedtoimprovethecontrolperformanceofpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)．Firstly，thecurrent-predictivecontrollerforPMSMwasdesignedthroughpredictivemodelandrollingoptimization．Then，forthetorque—ripplecausedbythecurrentharmonic，theresonantcontrollerwasintroducedtothepredicti
4、vecontroller．Theexperimentalresultsshowedthat，theproposedmethodhasgooddynamicperformanceandcurrenttrackingperformance．Itcanalsoimprovecurrentwaveformandreducethetorque-rippleeffectively．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)；modelpredictive；resonantcontroller永磁同步電機(jī)(PMsM)具有效率高，功率密強(qiáng)
5、的魯棒性，但是預(yù)測控制仍不能消除周期性的度大，可靠性強(qiáng)等優(yōu)勢，在電動(dòng)汽車，機(jī)器人，航擾動(dòng)。在矢量控制中，當(dāng)電流測量不準(zhǔn)確時(shí)，通空航天等領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。然而，永過坐標(biāo)變換得到的幽軸電流會(huì)存在諧波，不能完磁同步電機(jī)是一個(gè)多變量，強(qiáng)耦合的復(fù)雜非線全控制為直流，進(jìn)而造成電流波動(dòng)和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，性系統(tǒng)，且存在外部擾動(dòng)和不確定性，要實(shí)現(xiàn)電這在高性能的電機(jī)控制場合是不允許存在的。機(jī)的高性能控制，必須克服這些因素對電機(jī)的因此在控制器的設(shè)計(jì)中，需要考慮電流測量誤差影響。的影響，抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。目前，在PMSM控制中模型預(yù)測控制(MPC)作為一種新型的控制電流諧波抑制方法主要包括設(shè)計(jì)干擾觀
6、測器]，方法，該方法利用系統(tǒng)的輸入輸出，建立預(yù)測模重復(fù)控制以及諧振調(diào)節(jié)器方法n。其中，諧振型，通過優(yōu)化成本函數(shù)，得到控制律，因具有控制控制是根據(jù)內(nèi)模原理推導(dǎo)而來，具有在諧振頻率效果好，對模型精確性要求不高，魯棒性強(qiáng)等特處增益接近無窮大，可有效抑制諧振頻率處諧點(diǎn)，備受關(guān)注n，近年來已在PMSM電流控制乜波，獲得良好的穩(wěn)態(tài)性能。中得到廣泛應(yīng)用。為此，本文結(jié)合模型預(yù)測控制方法和諧振調(diào)盡管模型預(yù)測電流控制具有較好的電流響節(jié)器，設(shè)計(jì)了永磁同步電機(jī)的電流跟蹤控制器，應(yīng)動(dòng)態(tài)性能，對系統(tǒng)參數(shù)變化和外部擾動(dòng)具有較使得電機(jī)不僅具有良好的動(dòng)態(tài)性能，而且能有基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(9
7、73計(jì)劃)(2013CB035600)；國家自然科學(xué)基金重大國際(地區(qū))合作研究項(xiàng)目(61320106011)；國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51277116；61304033；61304029；61403236)作者簡介：劉旭東(1987一)，男，博士研究生，Emaihxudong19871982@163．com電氣傳動(dòng)2016年第46卷第4期劉旭東，等：基于模型預(yù)測和諧振調(diào)節(jié)器的PMSM電流控制一、效地減小電流波動(dòng)，抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提高穩(wěn)態(tài)性2電流預(yù)測控制=器設(shè)=計(jì)一一能。最后搭建了基于dSPACE的永磁同步電機(jī)雙閉環(huán)試驗(yàn)平臺，
