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申请/专利权人：浙江大学;浙江大学先进电气装备创新中心

摘要：本发明公开了一种永磁同步电机的自抗扰显式模型预测直接速度控制方法。方法包括：建立永磁同步电机线性离散模型和自抗扰显式模型预测直接速度控制器；将转子机械角度预设给定参考指令、电流环集总扰动观测值和待观测量的观测值输入鲁棒最优控制律中，输出实际定子电压；输入永磁同步电机线性离散模型中，输出待观测量的实际值；输入扩张状态观测器中，输出输入至鲁棒最优控制律中进行闭环反馈；将实际定子电压处理后生成逆变器的六路开关信号控制，进而驱动永磁同步电机工作，实现闭环反馈的自抗扰显式模型预测直接速度控制。本发明方法提高了永磁同步电机驱动系统对于参数变化和模型失配的鲁棒性，实现直接速度无静差跟踪。

主权项：1.一种永磁同步电机的自抗扰显式模型预测直接速度控制方法，其特征在于：方法包括如下步骤：步骤一：建立永磁同步电机的永磁同步电机线性离散模型；建立永磁同步电机的自抗扰显式模型预测直接速度控制器，自抗扰显式模型预测直接速度控制器包括鲁棒最优控制律和扩张状态观测器；步骤二：将永磁同步电机的转子机械角度预设给定参考指令、电流环集总扰动观测值和待观测量的观测值输入鲁棒最优控制律中，鲁棒最优控制律输出永磁同步电机的实际定子电压；将永磁同步电机的实际定子电压输入永磁同步电机线性离散模型中，永磁同步电机线性离散模型输出永磁同步电机的待观测量的实际值；将永磁同步电机的待观测量的实际值输入扩张状态观测器中，扩张状态观测器输出待观测量的观测值和电流环集总扰动观测值进而输入鲁棒最优控制律中进行闭环反馈；步骤三：永磁同步电机的输入控制端电连接逆变器，在步骤二的闭环反馈的过程中，将输出的永磁同步电机的实际定子电压依次通过反帕克坐标变化和空间矢量脉宽调制算法SVPWM处理后生成逆变器的六路开关信号控制逆变器，进而通过逆变器驱动永磁同步电机正常工作，实现永磁同步电机的闭环反馈的自抗扰显式模型预测直接速度控制；所述的步骤一中，建立的自抗扰显式模型预测直接速度控制器的鲁棒最优控制律包括线性鲁棒预测模型、价值函数和系统约束，具体如下：a线性鲁棒预测模型： 其中，和分别表示永磁同步电机中d轴在采样时刻k+1和采样时刻k的实际电流的观测值；和分别表示永磁同步电机中q轴在采样时刻k+1和采样时刻k的实际电流的观测值；和分别表示永磁同步电机中d轴在采样时刻k和采样时刻k+1的电流环集总扰动的观测值；和分别表示永磁同步电机中q轴在采样时刻k和采样时刻k+1的电流环集总扰动的观测值；和分别表示永磁同步电机在采样时刻k+1和采样时刻k的转子机械角速度的观测值；和分别表示永磁同步电机在采样时刻k和采样时刻k+1的转速环集总扰动的观测值；ωmrefk和ωmrefk+1分别表示永磁同步电机在采样时刻k和采样时刻k+1的转子机械角度预设给定参考指令；udk+1和uqk+1分别表示永磁同步电机中d轴和q轴在采样时刻k+1的实际定子电压；Δudk和Δuqk分别表示永磁同步电机中d轴和q轴在采样时刻k的实际定子电压的变化量；b价值函数： 其中，Jk表示永磁同步电机在采样时刻k的价值函数值；NP和Nc分别表示预测时域和控制时域；qω、qd、qq和qu分别表示永磁同步电机的转子机械角速度的权重因子、q轴实际电流的权重因子、d轴实际电流的权重因子以及d轴实际定子电压和q轴实际定子电压的变化量之间的比值的权重因子；ωmk+i和分别表示永磁同步电机在采样时刻k+i的转子机械角速度及其预设给定参考指令；表示永磁同步电机中d轴在采样时刻k+i的实际电流的观测值；Δudk+j和Δuqk+j分别表示永磁同步电机中d轴和q轴在采样时刻k+j的实际定子电压的变化量；c系统约束： 其中，ud和uq分别表示永磁同步电机中d轴和q轴的实际定子电压；Umax表示逆变器输出的最大定子电压；id和iq分别表示永磁同步电机中d轴和q轴的实际电流；Imax表示最大定子电流；所述的步骤二中，永磁同步电机的转子机械角度预设给定参考指令包括永磁同步电机在采样时刻k的转子机械角度预设给定参考指令；永磁同步电机的待观测量的观测值包括永磁同步电机在采样时刻k中d轴的实际电流的观测值和电流环集总扰动的观测值q轴实际电流的观测值和电流环集总扰动的观测值以及转子机械角速度的观测值和转速环集总扰动的观测值

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