[发明专利]一种基于扩张状态观测器的无模型预测电流控制方法在审

专利信息
申请号: 201910814619.9 申请日: 2019-08-30
公开(公告)号: CN110601628A 公开(公告)日: 2019-12-20
发明(设计)人: 张永昌;黄朋 申请(专利权)人: 北方工业大学
主分类号: H02P21/22 分类号: H02P21/22;H02P21/05;H02P27/08
代理公司: 11403 北京风雅颂专利代理有限公司 代理人: 李翔
地址: 100144 北京市*** 国省代码: 北京;11
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要: 一种基于扩张状态观测器的无模型预测电流控制方法,该方法首先写出二阶系统的状态方程,并采用线性扩张状态观测器并构造线性状态观测器方程;然后结合异步电机基于间接磁场定向的电流控制的超局部模型,对定子电流线性扩张状态观测器进行设计;进而将观测器离散化,并选择合适的观测参数以确保观测器稳定以及良好的控制性能;然后将设计的定子电流线性扩张观测器写成状态方程以获得观测器的观测误差,得到扩张状态观测器的特征方程,以便设置合理的观测参数。本发明提出的基于扩张状态观测器的无模型预测电流控制方法,实现了无需任何电机参数的电流控制,极大的提高了模型预测控制(MPC)对电机参数的鲁棒性。
搜索关键词: 电流控制 观测器 扩张状态观测器 线性扩张状态观测器 电机参数 定子电流 观测参数 模型预测 状态方程 模型预测控制 状态观测器 磁场定向 二阶系统 构造线性 观测误差 局部模型 控制性能 特征方程 线性扩张 异步电机 离散化 鲁棒性
【主权项】:
1.一种基于扩展状态观测器的无模型预测电流控制方法,包括基于ESO的无模型预测电流控制模块,其中基于ESO的无模型预测电流控制模块将输入的参考值转化成电压参考值,然后通过空间矢量脉宽调制(SVM)得出给到两电平逆变器(2-level VSI)的开关量,控制逆变器三相桥臂的通断,实现对感应电机(IM)的控制,其特征在于:基于ESO的无模型预测电流控制模块包括如下步骤:/n步骤A:根据构造的线性扩张观测器,结合异步电机基于间接磁场定向的电流控制的超局部模型,对定子电流线性扩张观测器进行设计;/n步骤B:根据步骤A中的定子电流线性扩张状态观测器方程,将其写成状态方程并求出其特征方程。/n
下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于北方工业大学,未经北方工业大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/patent/201910814619.9/,转载请声明来源钻瓜专利网。

同类专利
  • 与多通道电机有关的改进-201910709351.2
  • C·B·威廉姆斯 - TRW有限公司
  • 2019-08-02 - 2020-02-14 - H02P21/22
  • 本发明涉及一种电机装置,包括:具有多个通道的永磁同步电机电路,每个通道包括多个不平衡的相;电流需求电路,其接收具有等于待由电机产生的扭矩的值的扭矩需求信号;电流需求电路为每个通道生成指示待施加到通道的每个相以实现需求扭矩的电流的相应电流需求信号;第一驱动电路,包括选择性地将多个通道中的第一通道的相连接到电源的多个开关,使得对应于需求电流的PWM调制电流在每个相中流动;第二驱动电路,包括选择性地将多个通道中的第二通道的相连接到电源的多个开关,使得对应于需求电流的PWM调制电流在每个相中流动,其中电流需求电路适于修改电流需求信号中的一或两者,使得一或两个通道额外产生施加到电机转子的净值不为零的一组径向力。
  • 用于窗调节器无刷马达的转矩电流限制矢量控制系统和方法-201910671144.2
  • 阿瑟·J·W·黑内什 - 麦格纳覆盖件有限公司
  • 2019-07-24 - 2020-02-11 - H02P21/22
  • 提供了一种马达控制系统以及操作该控制系统的方法,该马达控制系统用于控制车辆的闭合面板的动力操作的致动器的无刷电动马达。该控制系统包括矢量控制系统,该矢量控制系统被配置成接收基于马达的测量的角速度的转矩电流和每个相的电流,并且确定相应的静止参考系电压。矢量控制系统将脉冲宽度调制信号输出到马达。矢量转矩电流限制器耦接至矢量控制系统和马达,并且被配置成:确定汲取的转矩电流,接收测量的角速度,以及确定是否存在测量的角速度的减小,以及响应于确定存在无刷电动马达的测量的角速度的减小来检测夹持事件并减小转矩电流。
  • 电流调节方法及装置、电机驱动控制方法及装置-201711209070.8
  • 李发顺;卓森庆;黄绍敏 - 奥克斯空调股份有限公司
  • 2017-11-27 - 2020-01-24 - H02P21/22
  • 本发明提供了一种电流调节方法及装置、电机驱动控制方法及装置,涉及无电解电容变频驱动技术领域。该电流调节方法及装置依据接收到的输入电流以及预设定的电流参考值计算第一输出电压值,再依据接收到的限幅值对第一输出电压值进行限幅运算从而确定第二输出电压值,从而通过第一输出电压值与第二输出电压值的比对结果确定电流调节装置的输出电压;从而使得在电流调节装置处于饱和状态时可以对电流调节装置的积分器进行初始化,使得电流调节装置可随限幅值的波动快速进入/退出饱和状态,此外,提高了应用上述电流调节方法以及电流调节装置的电机驱动控制方法及装置对电流的控制性,从而增强了电机运转的稳定性。
  • PMSM伺服系统电流环系统-201910924556.2
  • 陈天航;宋宝;唐小琦;周向东;刘晓彪;李虎;马锐;潘佳明;向刘洋 - 华中科技大学
  • 2019-09-27 - 2020-01-03 - H02P21/22
  • 本发明涉及一种永磁同步电机,特别是涉及PMSM伺服系统电流环系统。现有的伺服系统控制参数整定方法或是电机电气参数的辨识存在误差或是计算量大、无法保证控制参数优化过程中快速收敛到稳定值;本发明提供了一种PMSM伺服系统电流环系统,所述系统包括:电源、电流控制器、逆变器、PMSM、以及电流检测单元;所述电源的输入电流依序经过所述逆变器、所述PMSM输出电流;所述电流检测单元对所述输出电流进行采样并反馈给所述电源;所述电流控制器按实际开环传递函数
  • 六相和三相双绕组悬浮互补型无轴承磁通电机驱动方法-201810093586.9
  • 周扬忠;陈光团;钟天云;郑梦飞;林碧云 - 福州大学
  • 2018-01-31 - 2019-12-31 - H02P21/22
  • 本发明提供一种六相和三相双绕组悬浮互补型无轴承磁通电机驱动方法。本发明电机定子上同时嵌入两套绕组:一套为嵌套在定子磁极上的线圈构成的六相绕组,另一套为嵌放在永磁体槽中的主悬浮绕组,产生转子需要的主悬浮力。六相绕组中同时流过转矩电流和悬浮电流,产生满足负载需要的转矩及转子悬浮需要的补偿悬浮。从满足转子悬浮力需要情况下,六相悬浮电流分量、三相悬浮电流产生的铜损耗最小,从而实现电机体积不变时,转子可产生的悬浮力最大,改善了转子悬浮子系统的动态性能。
  • 缺相容错型六相和三相双绕组悬浮无轴承磁通电机驱动方法-201810093587.3
  • 周扬忠;陈光团;钟天云;郑梦飞;林碧云 - 福州大学
  • 2018-01-31 - 2019-12-31 - H02P21/22
  • 本发明提供一种缺相容错型六相和三相双绕组悬浮无轴承磁通电机驱动方法,电机定子上同时嵌入两套绕组:一套为嵌套在定子磁极上的线圈构成的六相功率绕组,另一套为嵌放在永磁体槽中的三相主悬浮绕组产生转子悬浮需要的主悬浮力。六相功率绕组中同时流过转矩电流和悬浮电流,产生满足负载需要的转矩及转子悬浮需要的补偿悬浮。当功率绕组缺相时,根据缺相前后定子磁动势不变的原则得到功率绕组中的转矩电流给定,再根据缺相后各相绕组电流间的约束条件及悬浮电流产生的铜耗最小的原则得到悬浮电流和零序电流给定,从而实现BFSPMM的缺相容错运行。
  • 一种基于扩张状态观测器的无模型预测电流控制方法-201910814619.9
  • 张永昌;黄朋 - 北方工业大学
  • 2019-08-30 - 2019-12-20 - H02P21/22
  • 一种基于扩张状态观测器的无模型预测电流控制方法,该方法首先写出二阶系统的状态方程,并采用线性扩张状态观测器并构造线性状态观测器方程;然后结合异步电机基于间接磁场定向的电流控制的超局部模型,对定子电流线性扩张状态观测器进行设计;进而将观测器离散化,并选择合适的观测参数以确保观测器稳定以及良好的控制性能;然后将设计的定子电流线性扩张观测器写成状态方程以获得观测器的观测误差,得到扩张状态观测器的特征方程,以便设置合理的观测参数。本发明提出的基于扩张状态观测器的无模型预测电流控制方法,实现了无需任何电机参数的电流控制,极大的提高了模型预测控制(MPC)对电机参数的鲁棒性。
  • 一种永磁同步电机最大转矩电流比控制方法-201810583375.3
  • 郭磊磊;曹玲芝;金楠;窦智峰;孔汉;吴振军;李琰琰;杨小亮;武洁;王华清;章凯旋 - 郑州轻工业学院
  • 2018-06-08 - 2019-12-20 - H02P21/22
  • 本发明公开了一种永磁同步电机最大转矩电流比控制方法,包括:根据定子线电压及定子电流计算定子磁链;根据定子电流及定子磁链计算参考转矩;根据同步旋转坐标系下的定子电流及差值电感计算可调转矩;根据参考转矩确定是否启动参数辨识算法;根据误差转矩实现最佳差值电感辨识;根据差值电感或最佳差值电感及定子电流计算励磁电流指令。因此,本发明实施例提供的控制方法,当差值电感与真实值存在偏差时,使得可调转矩与参考转矩存在偏差,利用比例积分调节器对该误差转矩进行闭环调节至两个转矩相等,即差值电感收敛到实际值,从而实现差值电感的在线辨识,进而将辨识得到的差值电感值用于永磁同步电机的最大转矩电流比控制。
  • 电机控制装置、其控制方法和程序-201910406317.8
  • 羽多野显;佐佐木优;奥松美宏;井山宽之;野村祐喜 - 丰田自动车株式会社
  • 2019-05-16 - 2019-12-10 - H02P21/22
  • 本发明涉及电机控制装置、其控制方法和程序。电机控制装置包括逆变器,该逆变器包括开关元件;电流检测装置,该电流检测装置用于检测从逆变器输出到三相AC电机的每个相位的相位电流值;转换装置,该转换装置用于将相位电流值转换成数字AD转换值;以及调制装置,该调制装置用于将基于来自转换装置的AD转换值的相位电压指令值与使用在预定周期操作的定时器生成的PWM计数器值进行比较,以生成PWM信号,并且将所生成的PWM信号输出到逆变器,从而切换逆变器的开关元件并且控制三相AC电机。转换装置输出通过在与PWM计数器值相对应的相位电压值的矩形波的矩形宽度是长的时的定时处转换相位电流值而获得的AD转换值。
  • 电机转矩的确定方法及装置、电机控制系统-201910950466.0
  • 胡余生;郭伟林;牛高产;黄奇卉;陈建清 - 珠海格力电器股份有限公司
  • 2019-10-08 - 2019-12-10 - H02P21/22
  • 本发明公开了一种电机转矩的确定方法及装置、电机控制系统。其中,该方法包括:采集永磁同步电机的三相电流和电机转子的转子位置,并基于三相电流和转子位置确定电机转矩指令值;获取当前环境温度值以及与当前环境温度值对应的永磁体磁链值;确定与永磁同步电机的第一轴对应的第一电感预估值和与第二轴对应的第二电感预估值;基于永磁体磁链值、第一电感估计值和第二电感估计值,确定永磁同步电机的电磁转矩值;对电磁转矩值和电机转矩指令值进行积分比例调节,以确定永磁同步电机的实际转矩输出值。本发明解决了相关技术中电机转矩的输出受到温度变化影响,无法准确预估电机转矩值,导致车辆驱动控制失效,系统安全性降低的技术问题。
  • 一种基于永磁电机参数表的电流idiq表的自动生成方法-201811184414.9
  • 马宇;王六闰;杨啸风;孟路朋 - 浙江台运汽车科技有限公司
  • 2018-10-11 - 2019-12-10 - H02P21/22
  • 本发明提供了一种基于永磁电机参数表的电流idiq表的自动生成方法。包括:一:在matlab软件里面进行永磁电机的建模,同时设定永磁电机的极对数、转子磁链、定子电阻、电感地图。二:确定永磁电机的相电压峰值的最大值限制,并确定电压矢量幅值的最大值限制。三:设定转速数组、转矩数组、电流矢量幅值数组和电流矢量角度数组。四:按照转速数组中预设的多个转速、电流矢量幅值数组中预设的多个电流矢量幅值,以及电流矢量角度数组中预设的多个电流矢量角度,进行三层循环。五:根据每对转速与转矩对应的定子电流的d轴分量和q轴分量,生成基于永磁电机参数表的电流idiq表。获取简单便捷,周期短,且准确度较高,实用性较强。
  • 一种ECM电机电流处理系统-201822196123.3
  • 魏君燕;姜泽;杜荣法 - 卧龙电气集团股份有限公司
  • 2018-12-26 - 2019-12-06 - H02P21/22
  • 本实用新型公开了一种ECM电机电流处理系统,涉及电机领域。目前,采样电阻采样电流不能兼顾精度和电流偏置问题。本实用新型包括:主控制单元,包括速度环、电流磁链控制器模块和观测器模块;坐标变换单元,与主控制单元相连,其分为正向和逆向坐标变换;SVM调制逆变单元,与坐标变换单元输出端相连,用于空间矢量脉冲宽度调制及逆变;电流采样单元,通过电流传感器、采样电阻对电机三相进行电流采样;电流处理单元,输入端与电流采样单元相连,输出端与坐标变换单元相连,用于电流自适应和电流重构。本技术方案避免产生电流偏置问题,提高准确性,扩大了电流使用范围。
  • 磁链与电流联合抑制开关磁阻电机转矩脉动的方法与系统-201710648529.8
  • 党选举;李珊;党超;王土央;伍锡如;张向文;白雁力;陈振华;周云生;张潇;苗茂宇 - 桂林电子科技大学
  • 2017-08-01 - 2019-12-03 - H02P21/22
  • 本发明是一种磁链与电流联合抑制开关磁阻电机转矩脉动的方法与系统通过基于偏差预处理的磁链双权值神经网络的磁链增量PID控制得到参考磁链,通过基于偏差预处理的电流双权值神经网络的电流增量PID控制得到参考电流;磁链分配与电流分配得到三相参考电流与磁链,配合输入二维滞环控制器,得到恒转矩下有效的开关量。本系统信号处理器含有相关各运算模块和电流、磁链分配模块及二维滞环控制器。信号处理器接受电流和位置传感器信号,经各模块运算,得二维滞环控制器开关量,控制功率驱动器驱动SRM运行。实现输出电流收敛到参考电流,与此同时,输出磁链收敛到参考磁链,实现开关磁阻电机总转矩脉动的有效控制。
  • 一种电机控制器及其控制方法-201910807404.4
  • 张乘玮;陈文杰;于安博 - 阳光电源股份有限公司
  • 2019-08-29 - 2019-11-26 - H02P21/22
  • 本申请公开了一种电机控制器及其控制方法,以抑制逆变器输出电流中的高次谐波。该方法包括:根据交流电机转速与逆变器开关频率之间的对应关系,计算当前转速下允许达到的最低开关频率FreqCurrent;根据Freq1、FreqMaxSet和FreqMinSet计算随机开关频率取值区间[Freq3,FreqMaxSet]中的下限值Freq3,其中Freq1为大于等于FreqCurrent的任一值,FreqMaxSet、FreqMinSet为根据系统硬件和控制性能要求综合考虑而设置的最高和最低开关频率;从[Freq3,FreqMaxSet]内产生一个随机开关频率作为电机控制器下一个控制节拍的随机开关频率。
  • 一种两相多电平逆变器驱动三相电机的FCS-MPC控制方法-201910628128.5
  • 王贵峰;吴玮;夏正龙;李飞;刘战;李春杰 - 江苏师范大学;徐州矿源电气科技有限公司
  • 2019-07-12 - 2019-11-22 - H02P21/22
  • 本发明公开了一种两相多电平逆变器驱动三相电机的FCS‑MPC控制方法,包括如下步骤:S1:获取当前周期对应的电流值;S2:预测下一个周期对应的电流值;S3:将逆变器的输出中点作为其第三相输出,根据电压跳变的限制条件,获取下一个周期对应的所有开关矢量;S4:通过三相电压平衡的线电压幅值限制条件,确定出所有符合条件的开关矢量;S5:设计价值函数,将符合条件的开关矢量对应的价值函数进行比较,将最小价值函数对应的开关矢量作为下一个周期的最优开关矢量。本发明可以提高逆变器的容错运行能力,保证逆变器不会因单相个别器件故障而导致整个系统发生瘫痪,同时还可以减少三分之一的全控器件数量,有利于降低逆变器成本。
  • 一种基于广义对称分量理论的多相电机电流均衡控制方法-201711054340.2
  • 吴俊勇;郝亮亮;刘自程 - 苏州海德蓝电气科技有限公司
  • 2017-10-31 - 2019-11-22 - H02P21/22
  • 本发明公开一种多相电机电流均衡控制方法。步骤包括:将多相电机拆解为n个m相系统;对m相电流进行正1序全维度Clarke变换,得到分量;对m相电流进行变换,得到在α1‑β1平面上的电流分量;对正1序电流的α1‑β1平面分量进行正向、反向旋转变换,进行PI控制;对正1序电流α3‑β3、α5‑β5、…α(m‑2)‑β(m‑2)平面上的电流,分别进行3倍速、5倍速…(m‑2)倍速变换,进行PI控制;对正2序、正3序、…正(m‑1)/2序电流的α1‑β1平面分量分别进行变换,进行PI控制;对正1序、正2序、正3序、…正(m‑1)/2序电流分量PI控制器输出进行变换,得到正1序、正2序、正3序、…正(m‑1)/2指令值;对各序电压指令值叠加;对另外n‑1个对称m相系统进行相同操作,得到多相电机各相指令值。
  • 食物料理机、电机驱动系统、感应电机的控制方法和装置-201810420234.X
  • 刘毅;孙杰 - 美的集团股份有限公司
  • 2018-05-04 - 2019-11-15 - H02P21/22
  • 本发明提出一种食物料理机及其电机驱动系统,以及感应电机的控制方法和装置,其中,控制方法包括以下步骤:获取直轴目标电流和交轴目标电流以及感应电机的转子速度;对直轴目标电流和交轴目标电流进行滑差计算以获取滑差转速,并将感应电机的转子速度与滑差转速叠加以获取同步转速;根据直轴目标电流、交轴目标电流、同步转速以及预设的电机模型获取直轴电压和交轴电压;对直轴电压和交轴电压进行坐标变换以获取α轴电压和β轴电压;根据α轴电压和β轴电压对逆变器进行控制以对感应电机进行控制。由此,通过电压前馈方式控制感应电机,能够提高逆变器可以输出的最大电压。
  • 一种电动汽车及其电机谐波抑制系统-201711318626.7
  • 刘云;周安健;贺刚;周洪波;马永泉;朱天宇;陈健 - 重庆长安新能源汽车科技有限公司
  • 2017-12-12 - 2019-11-15 - H02P21/22
  • 本发明实施例公开了一种电动汽车及其电机谐波抑制系统,该系统包括:谐波检测电路,谐波检测电路与负载电机连接,用于检测负载电机输入端电流中的谐波,并计算获得负载电机所需补偿的电流指令值;补偿电流发生电路,与谐波检测电路以及负载电机连接,用于根据电流指令值,生成与检测出的谐波的幅值相位相差180°的补偿电流,以对负载电机进行补偿。通过谐波检测电路来检测负载电机运行所需的补偿电流值,并通过补偿电流发生电路来生成与谐波幅值相等相位相差180°的补偿电流对各次谐波电流进行补偿,从而实现了谐波抑制的作用,进而提高了电机的性能。
专利分类
×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

400-8765-105周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top