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申请/专利权人：哈尔滨理工大学
摘要：本发明公开了一种无刷直流电机无位置传感器模型预测控制系统及控制方法，涉及电机控制领域。本发明为了解决现有无刷直流电机运行过程的位置检测和转矩脉动过大的问题。本发明包括如下步骤：采集母线电压、相电流和无刷直流电机的反电动势，根据反电动势获得转子位置，不需要额外的位置传感器；根据给定转速和反馈转速生成电流控制信号；根据采样模块采集的信号选择对应的预测控制模型，输出占空比可调的PWM信号控制功率变换器。根据电机所处的换相位置输出合适的控制信号，减小电机电流波动，从而降低无刷直流电机转矩脉动。
主权项：1.一种无刷直流电机无位置传感器模型预测控制系统，其特征在于，包括：采样模块，用以采集母线电压、相电流和无刷直流电机的反电动势，根据所述反电动势获得转子位置；PI控制器，用以根据给定转速和反馈转速生成控制电流；模型预测控制器，用以根据采样模块采集的信号选择对应的电流预测模型，输出占空比可调的PWM信号控制功率变换器，所述模型预测控制器包括：电流信号选择模块，用以根据转子位置和采集的电流信号选择换相区电流预测模型或非换相区电流预测模型；换相区电流预测模块，当选择换相区电流预测模型时，利用换相区电流预测模型和实际电流值生成代价函数；所述非换相区电流预测模型为： ；非换相时期的代价函数为： ；非换相区电流预测模块，当选择非换相区电流预测模型时，利用非换相区电流预测模型和实际电流值生成代价函数；所述换相区电流预测模型为： ；换相时期的代价函数为： ；其中，x=a、b、c；r是电机三相定子绕组相内阻；ink+1为非换相时期k+1时刻的电流预测值，n=a，b，c；imk+1为换相时期k+1时刻m相电流预测值，m=a，b，c；t为电流环的控制周期；是常数；为反电动势幅值，且，Ke为反电动势常数；为转子机械角速度；D0是非换相区的调制占空比；D1是换相区开通相的调制占空比；D2是换相区关断相的调制占空比；代价函数模块，根据使代价函数最小最优的原则生成占空比。
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