电气工程学报 ›› 2023, Vol. 18 ›› Issue (4): 50-57.doi: 10.11985/2023.04.006

• 特邀专栏:轻量化高可靠永磁电机系统 • 上一篇    下一篇

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考虑参数失配的永磁同步电机电流预测控制研究*

顾子杰1(), 卜飞飞1(), 张得礼2(), 董兆鹏1(), 徐振缘1(), 孙鹏宇1()   

  1. 1.南京航空航天大学自动化学院 南京 210016
    2.南京航空航天大学机电学院 南京 210016
  • 收稿日期:2023-10-08 修回日期:2023-11-23 出版日期:2023-12-25 发布日期:2024-01-12
  • 通讯作者: 张得礼,男,1973年生,博士,副教授。主要研究方向为机电一体化技术、伺服驱动控制技术、运动控制技术等。E-mail:NuaazdL@126.com
  • 作者简介:顾子杰,男,1999年生,硕士研究生。主要研究方向为永磁同步电机控制。E-mail:gzjgzj1999@163.com
    卜飞飞,男,1984年生,博士,副教授。主要研究方向为伺服驱动、电机及其控制、新能源发电、航空电源等。E-mail:bufeifei1984@163.com
    董兆鹏,男,1999年生,硕士研究生。主要研究方向为伺服电机控制。E-mail:dzp2313610069@nuaa.edu.cn
    徐振缘,男,2002年生。主要研究方向为伺服驱动控制技术。E-mail:1728583670@qq.com
    孙鹏宇,男,2002年生。主要研究方向为伺服驱动控制技术。E-mail:296939904@qq.com
  • 基金资助:
    *江苏省研究生科研与实践创新计划资助项目(SJCX22_0101)

Research on Predictive Current Control of Permanent Magnet Synchronous Motor Considering Parameter Mismatch

GU Zijie1(), BU Feifei1(), ZHANG Deli2(), DONG Zhaopeng1(), XU Zhenyuan1(), SUN Pengyu1()   

  1. 1. College of Automation Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016
    2. College of Mechanical & Electrical Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016
  • Received:2023-10-08 Revised:2023-11-23 Online:2023-12-25 Published:2024-01-12

摘要:

在高性能永磁同步电机伺服控制领域,采用电流预测控制策略相较于传统PI控制使得永磁同步电机系统电流环具有更快的输出响应与更小的电流纹波。针对电流预测控制周期内存在的数字系统延迟问题进行分析,采用电流两步预测控制策略,针对电流预测模型参数失配导致的电流预测误差问题,建立了永磁同步电机的电流预测控制模型,提出了基于模型参考自适应的参数辨识策略,并完成了电流预测控制器设计,避免了传统控制器参数整定的繁琐过程,克服了控制电流滞后一拍的数字延时,优化了电流稳态控制性能,实现了电机电感与磁链参数的准确、快速辨识,对提升系统鲁棒性具有重要意义,最后通过仿真验证了所述方法的可行性与有效性。

关键词: 永磁同步电机, 电流预测控制, 参数失配, 参数辨识

Abstract:

In the field of high-performance permanent magnet synchronous motor servo control, the use of current prediction control strategy makes the current loop of the permanent magnet synchronous motor system have faster output response and smaller current ripple compared to traditional PI control. The digital system delay problem that exists during the current prediction control cycle is analyzed. A two-step current prediction control strategy is adopted to address the current prediction error caused by parameter mismatch in the current prediction model. A current prediction control model for permanent magnet synchronous motors is established, and a parameter identification strategy based on model reference adaptation is proposed. The current prediction controller design is completed. It avoids the tedious process of parameter tuning in traditional controllers, overcomes the digital delay of one beat of control current lag, optimizes the steady-state current control performance, achieves accurate and fast identification of motor inductance and flux parameters, and is of great significance for improving system robustness. The simulation results verify the feasibility and effectiveness of the proposed method.

Key words: Permanent magnet synchronous motor, predictive current control, parameter mismatch, parameter identification

中图分类号: