量； 根据筛选出的所述电压矢量所对应的开关状态，对所述电机的逆变桥执行相应的控制 操作。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预测与每种电压矢量相对应的下一采样 时刻的交直轴电流的值的操作，包括： 调用电流预测模型； 判断本次采样是否为首次采样； 若是，则将所述当前采样时刻所采集的数据和初始数据代入所述电流预测模型中，计 算出所述与每种电压矢量相对应的下一采样时刻的交直轴电流的预测值;若否，则将所述 当前采样时刻所采集的数据和当前采样时刻交直轴电流的预测值代入所述电流预测模型 中，计算出所述与每种电压矢量相对应的下一采样时刻的交直轴电流的预测值； 其中，所述初始数据为预置的或预先测出存储的，所述当前采样时刻交直轴电流的值 由上一个采样周期预测获得。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述采集预测数据后，还包括： 根据所述电机的实际转速和给定转速，确定交直轴电流的给定值； 所述确定交直轴电流的给定值的操作，包括： 将采集到的所述电机转子的实际转速和给定转速的差值输入到速度环控制器； 将所述速度环控制器采的输出作为所述交直轴电流的给定值。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述调用预测模型前，还包括： 将所述电机的电压平衡状态方程离散化，建立所述电流预测模型； 所述计算与每种电压矢量相对应的下一采样时刻的交直轴电流的预测值的操作，包 括： 将所述与每种电压矢量相对应的交直轴电压和当前采样时刻交直轴电流的预测值或 所述初始数据，代入所述电流预测模型，计算出所述对应于每种电压矢量的下一采样时刻 交直轴电流的预测值； 其中，所述电流预测模型为： X化+1)=F化）· X化)+Gu化)+H化）； 其中，X化）= [id(k) iq(；k)]T,u(k) = [Ud(k) Uq(；k)]T,其中，k为每个采样次，k = 0，l，2,3，-|，n;x化)为第k次采样时的交直轴电流预测结果； iq化)与id化)分别为第k次采样时的交直轴电流的预测值;uq化)与ud化)为第k次采样时的 与每种电压矢量相对应的交直轴电压;R和L分别为所述电机的每相定子的电阻和电感，We (k)为第k次采样时的所述电机转子的电角速度，如为所述电机永磁体的磁链，T为采样周 期； 所述初始数据包括:初始状态下交直轴电流的初始值，即k = 0时，所述iq(0)与id(0)的 值;若所述电机的初始转速为0,则所述初始数据iq(〇)与id(0)均为0;若所述电机的初始转 速非0,则所述初始数据iq(〇)与id(0)是预先通过电流传感器测出的。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述筛选出电流波动最小者及其所对应的电 压矢量的操作，包括： 将与所述对应于每种电压矢量的下一采样时刻交直轴电流的预测值，代入评价函数， 并选取使所述评价函数值最小者及其所对应的电压矢量； 所述评价函数为：其中，所述交直轴电流的给定值分别为iq^k+1)和i/化+1)，所述第k+1次采样时交直轴 电流的预测值分别为iq化+1)和id化+1)。6. -种用于永磁同步电机控制的装置，其特征在于，包括： 采集单元，用于周期性采集预测数据;所述采集的数据包括:所述电机转子的实际转 速、电角度和与所述每种电压矢量相对应的交直轴电压； 预测单元，用于依据当前采样时刻所采集的数据，预测与每种电压矢量相对应的下一 采样时刻的交直轴电流的值； 筛选单元，用于筛选出电流波动最小者及其所对应的电压矢量； 控制单元，用于根据筛选出的所述电压矢量所对应的开关状态，对所述电机的逆变桥 执行相应的控制操作。7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预测单元，包括： 调用单元，用于调用电流预测模型； 判断单元，用于判断本次采样是否为首次采样； 计算单元，用于若所述判断单元判断出是首次采样，则将所述当前采样时刻所采集的 所述预测数据和初始数据代入所述电流预测模型中，计算出所述与每种电压矢量相对应的 下一采样时刻的交直轴电流的预测值;若所述判断单元判断出非首次采样，则将所述当前 采样时刻所采集的所述预测数据和当前采样时刻交直轴电流的预测值代入所述电流预测 模型中，计算出所述与每种电压矢量相对应的下一采样时刻的交直轴电流的预测值； 其中，所述初始数据为预置的或预先测出存储的，所述当前采样时刻交直轴电流的预 测值由上一个采样周期预测获得。8. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括： 确定单元，用于所述采集单元采集预测数据后，根据所述电机的实际转速和给定转速， 确定交直轴电流的给定值； 所述确定单元，包括： 第一确定子单元，用于将采集到的所述电机转子的实际转速和给定转速的差值输入到 速度环控制器； 第二确定子单元，用于将所述速度环控制器采的输出作为所述交直轴电流的给定值。9. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括： 建模单元，用于所述调用单元调用预测模型前，将所述电机的电压平衡状态方程离散 化，建立所述电流预测模型； 所述计算单元，包括： 计算子单元，用于将所述与每种电压矢量相对应的交直轴电压和当前采样时刻交直轴 电流的预测值或所述初始数据，代入所述电流预测模型，计算出所述对应于每种电压矢量 的下一采样时刻交直轴电流的预测值； 其中，所述电流预测模型为： X化+1)=F化）· X化)+Gu化)+H化）； 其中，x(；k) = [id(k) iq(；k)]T,u(k) = [Ud(k) Uq(；k)]T,其中，k为每个采样次，k = 0，l，2,3，-|，n;x化)为第k次采样时的交直轴电流预测结果； iq化)与id化)分别为第k次采样时的交直轴电流的预测值;uq化)与ud化)为第k次采样时的 与每种电压矢量相对应的交直轴电压;R和L分别为所述电机的每相定子的电阻和电感，We (k)为第k次采样时的所述电机转子的电角速度，如为所述电机永磁体的磁链，T为采样周 期； 所述初始数据包括:初始状态下交直轴电流的初始值，即k = 0时，所述iq(0)与id(0)的 值;若所述电机的初始转速为0,则所述初始数据iq(〇)与id(0)均为0;若所述电机的初始转 速非0,则所述初始数据iq(〇)与id(0)是预先通过电流传感器测出的。10. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述筛选单元，包括： 筛选子单元，用于将与所述对应于每种电压矢量的下一采样时刻交直轴电流的预测 值，代入评价函数，并选取使所述评价函数值最小者及其所对应的电压矢量； 所述评价函数为：其中，所述交直轴电流的给定值分别为iq^k+1)和i/化+1)，所述第k+1次采样时交直轴 电流的预测值分别为iq化+1)和id化+1)。
【专利摘要】一种用于永磁同步电机控制的方法，包括：周期性采集预测数据；所述采集的数据包括：所述电机转子的实际转速、电角度和与所述每种电压矢量相对应的交直轴电压；依据当前采样时刻所采集的数据，预测与每种电压矢量相对应的下一采样时刻的交直轴电流的值，并筛选出电流波动最小者及其所对应的电压矢量；根据筛选出的所述电压矢量所对应的开关状态，对所述电机的逆变桥执行相应的控制操作。此外，本文还提供一种用于永磁同步电机控制的装置。采用本文所述的方法和装置，可以省去电流传感器的情况下实现对永磁同步电机的控制，在电机定子电感和永磁体磁链等电机参数能准确测量的条件下使得无电流传感器的控制性能接近于有电流传感器的控制性能。
【IPC分类】H02P27/06, H02P21/14, H02P21/24, H02P21/22
【公开号】CN105553373
【申请号】CN201610121462
【发明人】杨明, 胡哲敏, 徐殿国
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年3月3日