江苏大学赵文祥获国家专利权
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龙图腾网获悉江苏大学申请的专利一种双三相电机高精度模型预测电流控制系统及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:CN115833671B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-12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:202211191517.4,技术领域涉及:H02P21/00;该发明授权一种双三相电机高精度模型预测电流控制系统及控制方法是由赵文祥;崔佳;吉敬华;黄林森;杜育轩设计研发完成,并于2022-09-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种双三相电机高精度模型预测电流控制系统及控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种双三相电机高精度模型预测电流控制系统及控制方法,涉及多相电机控制技术领域。本发明将传统12虚拟电压矢量控制集进行扩展,在不损失电压利用率的前提下,设计了24个幅值相等,相角均匀的虚拟电压矢量,提高控制精度。提出一种基于最小误差的占空比计算方法,即使在单一有效虚拟电压矢量的情况下,也能同时跟踪d轴和q轴的电流,保证输出最优的占空比。此外,简化预测控制中遍历所有电压矢量的过程,降低算法的计算负担。本发明通过扩展控制集和降低占空比计算误差两方面强有力的提升了模型预测控制的精度,降低了5、7次谐波,改善转矩脉动。且保证即使在24个电压矢量作用下,计算量依然较低,提升算法的执行效率。
本发明授权一种双三相电机高精度模型预测电流控制系统及控制方法在权利要求书中公布了:1.一种双三相电机高精度模型预测电流控制系统,其特征在于,包括系统硬件和系统软件,系统硬件包括双三相永磁电机、直流电源、PWM模块、逆变器、位置传感器、电流传感器;系统软件包括:合成的24虚拟电压矢量模块、转速控制器、坐标转换模块、延时模块、预测模块、占空比计算模块、简化模块和价值函数模块; 所述双三相永磁电机由两套三相绕组空间相移30°构成;所述逆变器输入端与直流电源连接,逆变器信号端与PWM模块连接;逆变器为六相两电平拓扑结构,逆变器输出端与双三相电机A、B、C、D、E、F相连接,负责将PWM信号转换为驱动电机所需的六相正弦交流电;所述位置传感器采用旋转变压器,与双三相永磁电机同轴连接,所述电流传感器与逆变器连接,负责采样电机六相电流; 所述的坐标转换模块输入端连接电流传感器,输出端连接延时补偿模块,用于将自然坐标系下的六相电流转换为旋转坐标系下的电流,实现解耦控制; 所述延时模块输入端连接坐标变换模块,输出端连接预测模型,用以弥补数字系统采样带来的“一拍延时”问题; 所述预测模块输入端连接延时补偿模块、24虚拟电压矢量模块以及位置传感器,负责输出不同电压矢量作用下dq轴电流变化位置; 所述转速控制器由PI控制用以获取q轴参考电流,其输入端为给定转速与实际转速的误差,输出端为q轴电流的参考值; 所述的占空比计算模块输入端连接所述转速控制器以及预测模型模块,用以计算各电压矢量作用下最优电压矢量所在位置及其占空比; 所述的简化模块及价值函数模块输入端连接占空比计算模块,用以降低算法的迭代次数并选出最优矢量及其占空比;所述PWM模块输入端连接价值函数模块,将软件系统获得的最优矢量及占空比转换为相应的PWM信号,输出至逆变器,完成调制,从而驱动电机运行; 占空比计算模块中,使用最小误差的方法计算电压矢量作用的占空比具体为: id和iq分别为d轴和q轴的电流,以dq坐标系为参考,记零电压矢量作用下id和iq的预测值为点Ax1,y1,有效电压矢量作用下id和iq的预测值为点Bx2,y2,参考电流所在的位置为Cx0,y0,则点C到直线AB的距离即为价值函数值最小的点,也是误差最小的点,求出过C点与AB垂直的直线与AB的交点便可得到所需的电压矢量,进而得出相应的占空比。
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