一种永磁同步电机无传感器控制方法及装置

本发明涉及电机控制，尤其涉及一种永磁同步电机无传感器控制方法及装置。

背景技术：

1、传统的永磁同步电机无传感器控制方案，在实施时成本及复杂度均较高，且在实施时容易受到参数不确定性、负载扰动、速度观测误差等问题的影响，导致永磁同步电机系统的稳定性与性能下降。

2、因此，如何提高永磁同步电机系统的稳定性和动态性能，降低系统控制的成本和复杂度，成为了亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种永磁同步电机无传感器控制方法及装置，用以解决传统的永磁同步电机无传感器控制方法成本和复杂度较高，且稳定性和动态性能不佳的问题。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种永磁同步电机无传感器控制方法，包括：

3、建立永磁同步电机在自然坐标系的电压方程，基于永磁同步电机在自然坐标系的电压方程，确定永磁同步电机在两相旋转坐标系的电压方程；

4、基于永磁同步电机在两相旋转坐标系的电压方程，确定磁通免疫模型预测控制算法的状态方程；

5、基于磁通免疫模型预测控制算法的状态方程以及电流成本函数，确定控制电压矢量，并基于控制电压矢量进行永磁同步电机无传感器控制。

6、在一种可能的实现方式中，所述基于永磁同步电机在两相旋转坐标系的电压方程，确定磁通免疫模型预测控制算法的状态方程，包括：

7、基于永磁同步电机在两相旋转坐标系的电压方程，确定永磁同步电机在两相旋转坐标系的电流方程；

8、对永磁同步电机在两相旋转坐标系的电流方程进行前向欧拉离散化处理，得到任一时刻永磁同步电机在两相旋转坐标系的电流状态方程；

9、对任一时刻永磁同步电机在两相旋转坐标系的电流状态方程进行磁链参数消除，得到磁通免疫模型预测控制算法的初始状态方程；

10、对磁通免疫模型预测控制算法的初始状态方程进行延迟补偿，得到磁通免疫模型预测控制算法的状态方程。

11、在一种可能的实现方式中，所述对任一时刻永磁同步电机在两相旋转坐标系的电流状态方程进行磁链参数消除，包括：

12、对两个相邻时刻永磁同步电机在两相旋转坐标系的电流状态方程进行差值运算。

13、在一种可能的实现方式中，所述对磁通免疫模型预测控制算法的初始状态方程进行延迟补偿，包括：

14、基于永磁同步电机在当前时刻的前一时刻的一步延迟补偿电流，对当前时刻的磁通免疫模型预测控制算法的初始状态方程进行延迟补偿。

15、在一种可能的实现方式中，所述基于磁通免疫模型预测控制算法的状态方程以及电流成本函数，确定控制电压矢量，包括：

16、基于磁通免疫模型预测控制算法的状态方程以及电流成本函数，确定使得电流成本函数值最小的电压矢量，将使得电流成本函数值最小的电压矢量确定为控制电压矢量。

17、在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

18、基于扩展卡尔曼滤波算法，确定永磁同步电机的转子的电角速度和位置。

19、在一种可能的实现方式中，所述基于控制电压矢量进行永磁同步电机无传感器控制，包括：

20、基于控制电压矢量，以及永磁同步电机的转子的电角速度和位置，进行永磁同步电机无传感器控制。

21、本发明还提供了一种永磁同步电机无传感器控制装置，包括：

22、第一确定模块，用于建立永磁同步电机在自然坐标系的电压方程，基于永磁同步电机在自然坐标系的电压方程，确定永磁同步电机在两相旋转坐标系的电压方程；

23、第二确定模块，用于基于永磁同步电机在两相旋转坐标系的电压方程，确定磁通免疫模型预测控制算法的状态方程；

24、控制模块，用于基于磁通免疫模型预测控制算法的状态方程以及电流成本函数，确定控制电压矢量，并基于控制电压矢量进行永磁同步电机无传感器控制。

25、本发明还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时，实现如上所述的永磁同步电机无传感器控制方法。

26、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的永磁同步电机无传感器控制方法。

27、本发明的有益效果是：本发明提供的永磁同步电机无传感器控制方法及装置，首先建立永磁同步电机在自然坐标系的电压方程，然后通过坐标系变化进一步得到永磁同步电机在两相旋转坐标系的电压方程，为后续的参数计算提供基础，接着通过永磁同步电机在两相旋转坐标系的电压方程计算得到磁通免疫模型预测控制算法的状态方程，从而消除磁链参数对系统电流预测的影响，最后将磁通免疫模型预测控制算法的状态方程代入电流成本函数，得到控制电压矢量，进而根据控制电压矢量进行永磁同步电机无传感器控制，在降低永磁同步电机无传感器控制的成本和复杂度的同时，提升了永磁同步电机无传感器控制的稳定性和性能。

技术特征：

1.一种永磁同步电机无传感器控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机无传感器控制方法，其特征在于，所述基于永磁同步电机在两相旋转坐标系的电压方程，确定磁通免疫模型预测控制算法的状态方程，包括：

3.根据权利要求2所述的永磁同步电机无传感器控制方法，其特征在于，所述对任一时刻永磁同步电机在两相旋转坐标系的电流状态方程进行磁链参数消除，包括：

4.根据权利要求2所述的永磁同步电机无传感器控制方法，其特征在于，所述对磁通免疫模型预测控制算法的初始状态方程进行延迟补偿，包括：

5.根据权利要求1所述的永磁同步电机无传感器控制方法，其特征在于，所述基于磁通免疫模型预测控制算法的状态方程以及电流成本函数，确定控制电压矢量，包括：

6.根据权利要求1所述的永磁同步电机无传感器控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求6所述的永磁同步电机无传感器控制方法，其特征在于，所述基于控制电压矢量进行永磁同步电机无传感器控制，包括：

8.一种永磁同步电机无传感器控制装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时，实现根据权利要求1至7任一项所述的永磁同步电机无传感器控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的永磁同步电机无传感器控制方法。

技术总结本发明涉及一种永磁同步电机无传感器控制方法及装置，属于电机控制技术领域，其中，该永磁同步电机无传感器控制方法包括：建立永磁同步电机在自然坐标系的电压方程，基于永磁同步电机在自然坐标系的电压方程，确定永磁同步电机在两相旋转坐标系的电压方程；基于永磁同步电机在两相旋转坐标系的电压方程，确定磁通免疫模型预测控制算法的状态方程；基于磁通免疫模型预测控制算法的状态方程以及电流成本函数，确定控制电压矢量，并基于控制电压矢量进行永磁同步电机无传感器控制。本发明在降低永磁同步电机无传感器控制的成本和复杂度的同时，提升了永磁同步电机无传感器控制的稳定性和性能。技术研发人员：罗伊逍,罗俊强,杨凯,喻锦程,苏申科受保护的技术使用者：华中科技大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12