控制输入电压的获取方法及相关装置与流程

本技术涉及控制领域，尤其涉及一种控制输入电压的获取方法及永磁同步电机控制系统、可读存储介质。背景技术：：：1、永磁同步电机因为结构简单、功率密度高等优点越来越多的应用在电驱动领域。图1为针对永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor，简称为pmsm，图1中简称为电机）进行双环控制的示意图，其中，速度控制模块的功能是输出参考电流。电流控制模块基于参考电流和采集的电机电流，输出控制输入电压，经过逆变器的转换进而作用于电机。电流控制模块通常采用分段比例积分控制（proportional integral control，pic）的方式输出控制输入电压。这种方式需要工程师进行大量的标定工作，且分段pic的控制效果往往依赖于标定工程师的标定经验。2、模型预测控制因为动态响应快、控制精度高、以及标定工作量小的特点越来越多的受到工程界的青睐。3、然而，模型预测控制应用在永磁同步电机的电流环控制中，通常需要较大的算力资源，因此，结合图1所示，对控制模块中的芯片的算力需求较高。技术实现思路1、本技术提供了一种控制输入电压的获取方法及永磁同步电机控制系统、可读存储介质，目的在于提供算力资源消耗较小的永磁同步电机的控制输入电压获取方式。2、为了实现上述目的，本技术提供了以下技术方案：3、一种控制输入电压的获取方法，包括：4、获取永磁同步电机在第一时刻的第一控制输入电压矢量和定子电流矢量；5、在所述第一控制输入电压矢量不满足约束条件的情况下，基于多个候选控制输入电压矢量分别对应的目标函数值的大小关系，从所述候选控制输入电压矢量中，选择第二控制输入电压矢量作为永磁同步电机在所述第一时刻的控制输入电压矢量，其中，第一候选控制输入电压矢量与目标函数值的对应关系包括：目标函数值基于差值的平方确定，所述差值为参考电流矢量与所述永磁同步电机在第二时刻的修正定子电流矢量之差，所述在第二时刻的修正定子电流矢量基于在所述第二时刻的定子电流矢量与前馈电流补偿项之差获取，所述在所述第二时刻的定子电流矢量基于在所述第一时刻的定子电流矢量与所述第一候选控制输入电压矢量的加权和确定，所述前馈电流补偿项包括第一项、第二项以及第三项的乘积，所述第一项为基于所述永磁同步电机的定子电流方程计算多阶导数获取的控制输入矩阵，所述第二项为由定子交直轴电感确定的控制输入矩阵，所述第三项为预先配置的第一前馈处理项与第二前馈处理项之和，所述第一前馈处理项和所述第二前馈处理项均基于转子磁链角速度和转子永磁体磁链获取，所述第一候选控制输入电压矢量为任意一个候选控制输入电压矢量。6、可选的，所述约束条件包括：7、在正多边形构成的可行域内部，所述正多边形为将电压约束圆近似获取的正多边形，所述电压约束圆的边界表示直流母线电压的最大值。8、可选的，多个预先配置的候选控制输入电压矢量包括：9、所述正多边形边上的点对应的控制输入电压矢量，所述正多边形边上的点包括所述正多边形边的m等分点以及顶点，m为大于或等于2的正整数。10、可选的，在所述第一时刻的定子电流矢量的权重包括：基于所述永磁同步电机的定子电流方程计算多阶导数获取的状态转移矩阵；11、所述第一候选控制输入电压矢量的权重包括：所述基于所述永磁同步电机的定子电流方程计算多阶导数获取的控制输入矩阵。12、可选的，所述基于所述永磁同步电机的定子电流方程计算多阶导数获取的状态转移矩阵包括：13、，<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><moveraccent="true"><moveraccent="true"><mi>a</mi><mo>¯</mo></mover><mo>¯</mo></mover><mi>=</mi><mrow><mo>[</mo><mtable><mtr><mtd><mi>−</mi><mfrac><msub><mi>r</mi><mi>s</mi></msub><msub><mi>l</mi><mi>d</mi></msub></mfrac></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mi>−</mi><mfrac><msub><mi>r</mi><mi>s</mi></msub><msub><mi>l</mi><mi>q</mi></msub></mfrac></mtd></mtr></mtable><mo>]</mo></mrow></mstyle>，是定子电阻，是定子d轴电感，是定子q轴电感，是采样周期，是2×2的单位矩阵；14、所述基于所述永磁同步电机的定子电流方程计算多阶导数获取的控制输入矩阵包括：15、，<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><moveraccent="true"><mi>b</mi><mo>¯</mo></mover><mi>=</mi><mrow><mo>[</mo><mtable><mtr><mtd><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>l</mi><mi>d</mi></msub></mfrac></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>l</mi><mi>q</mi></msub></mfrac></mtd></mtr></mtable><mo>]</mo></mrow></mstyle>。16、可选的，所述第一前馈处理项包括：<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>f</mi><mi>=</mi><mrow><mo>[</mo><mtablecolumnalign="left"><mtr><mtd><mi></mi><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>ω</mi><mi>e</mi></msub><msub><mi>φ</mi><mi>f</mi></msub></mtd></mtr></mtable><mo>]</mo></mrow></mstyle>，为转子磁链角速度，为转子永磁体磁链；17、所述第二前馈处理项包括：<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>g</mi><mi>=</mi><mrow><mo>[</mo><mtable><mtr><mtd><mi>(</mi><mfrac><mrow><msub><mi>ω</mi><mi>e</mi></msub><msub><mi>l</mi><mi>q</mi></msub></mrow><msub><mi>l</mi><mi>d</mi></msub></mfrac><mi>)</mi><msub><mi>i</mi><mi>q</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>(</mi><mi>−</mi><mfrac><mrow><msub><mi>ω</mi><mi>e</mi></msub><msub><mi>l</mi><mi>d</mi></msub></mrow><msub><mi>l</mi><mi>q</mi></msub></mfrac><mi>)</mi><msub><mi>i</mi><mi>d</mi></msub></mtd></mtr></mtable><mo>]</mo></mrow></mstyle>，是定子d轴电感，是定子q轴电感，是所述第一时刻的定子d轴电流，是所述第一时刻的定子q轴电流。可选的，所述第二项为由定子交直轴电感确定的控制输入矩阵，包括：18、所述第二项为<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mo>[</mo><mtable><mtr><mtd><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>l</mi><mi>d</mi></msub></mfrac></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>l</mi><mi>q</mi></msub></mfrac></mtd></mtr></mtable><mo>]</mo></mstyle>是定子d轴电感，是定子q轴电感。19、可选的，所述候选控制输入电压矢量与目标函数值的对应关系基于第一定子电流方程获取，所述第一定子电流方程通过对第二定子电流方程进行处理获取，所述处理包括两次前馈处理，第一次前馈处理包括前馈电压处理，第二次前馈处理包括耦合矩阵处理，所述前馈电压为定子电压除去电压调节器输出的定子电压之外的电压，所述耦合矩阵为基于所述第二定子电流方程获取的定子直交轴的耦合矩阵；20、所述处理还包括：21、对所述两次前馈处理的结果，基于多阶泰勒多项式进行离散化处理。22、一种电流环控制系统，包括：23、电机控制器和存储器；24、所述存储器用于存储计算机程序；25、所述电机控制器用于运行所述计算机程序，以实现上述控制输入电压的获取方法。26、一种永磁同步电机控制系统，包括上述电流环控制系统。27、一种可读存储介质，当所述可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行上述控制输入电压的获取方法。28、一种控制输入电压的获取装置，包括：获取模块和选择模块，所述获取模块用于获取永磁同步电机在第一时刻的第一控制输入电压矢量，所述选择模块用于在第一控制输入电压矢量不满足约束条件的情况下，基于多个候选控制输入电压矢量分别对应的目标函数值的大小关系，从候选控制输入电压矢量中，选择第二控制输入电压矢量作为永磁同步电机在第一时刻的控制输入电压矢量，其中，第一候选控制输入电压矢量与目标函数值的对应关系包括：目标函数值基于差值的平方确定，所述差值为参考电流矢量与所述永磁同步电机在第二时刻的修正定子电流矢量之差，所述在第二时刻的修正定子电流矢量基于在所述第二时刻的定子电流矢量与前馈电流补偿项之差获取，所述在所述第二时刻的定子电流矢量基于在所述第一时刻的定子电流矢量与所述第一候选控制输入电压矢量的加权和确定，所述前馈电流补偿项包括第一项、第二项以及第三项的乘积，所述第一项为基于所述永磁同步电机的定子电流方程计算多阶导数获取的控制输入矩阵，所述第二项为由定子交直轴电感确定的控制输入矩阵，所述第三项为预先配置的第一前馈处理项与第二前馈处理项之和，所述第一前馈处理项和所述第二前馈处理项均基于转子磁链角速度和转子永磁体磁链获取，所述第一候选控制输入电压矢量为任意一个候选控制输入电压矢量。29、本技术提供的控制输入电压的获取方法及永磁同步电机控制系统、可读存储介质，获取永磁同步电机在第一时刻的第一控制输入电压矢量和定子电流矢量，在第一控制输入电压矢量不满足约束条件的情况下，基于多个候选控制输入电压矢量分别对应的目标函数值的大小关系，从候选控制输入电压矢量中，选择第二控制输入电压矢量作为永磁同步电机在第一时刻的控制输入电压矢量，其中，第一候选控制输入电压矢量与目标函数值的对应关系包括：目标函数值基于差值的平方确定，所述差值为参考电流矢量与所述永磁同步电机在第二时刻的修正定子电流矢量之差，所述在第二时刻的修正定子电流矢量基于在所述第二时刻的定子电流矢量与前馈电流补偿项之差获取，所述在所述第二时刻的定子电流矢量基于在所述第一时刻的定子电流矢量与所述第一候选控制输入电压矢量的加权和确定，所述前馈电流补偿项包括第一项、第二项以及第三项的乘积，所述第一项为基于所述永磁同步电机的定子电流方程计算多阶导数获取的控制输入矩阵，所述第二项为由定子交直轴电感确定的控制输入矩阵，所述第三项为预先配置的第一前馈处理项与第二前馈处理项之和，所述第一前馈处理项和所述第二前馈处理项均基于转子磁链角速度和转子永磁体磁链获取，所述第一候选控制输入电压矢量为任意一个候选控制输入电压矢量。可见，基于对应关系，能够通过简单的目标函数值的计算和比较，获取控制输入电压矢量，实现降低算力的目的。当前第1页12当前第1页12