基于扰动观测的永磁同步电机单环预测控制

• 作者: 刘凤扬 康尔良 崔乃政 丁越 王吉
• 来源期刊: 电气传动
• 学科: 工学
• 关键词: 永磁同步电机 模型预测控制 卡尔曼观测器 非线性扰动观测器
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 控制
• 页码范围: 13-21
• 页数: 9页
• 分类号: TM301
• 语种: 中文
• DOI: 10.19457/j.1001-2095.dqcd20719

摘要

针对模型预测控制算法应用于永磁同步电机的控制过程中,存在电磁、机械参数变化导致电机模型设定值可能与实际值不匹配或负载扰动等所引起的非线性扰动现象,造成算法存在预测误差进而影响控制系统动态稳定性的问题.提出了一种基于同步旋转坐标系下具有扰动观测器的转速-电流单环模型预测控制方法.首先,根据永磁同步电机的数学模型,设计单环模型预测控制器,进而降低控制器参数整定难度.其次,设计基于卡尔曼滤波算法与无偏模型预测控制方法相结合的扰动观测器,用于反馈补偿控制,通过估计预测量和输出量中的扰动项和状态量,来消除模型不匹配和负载扰动等影响.最后,仿真结果和实验验证均表明,所提出的具有扰动观测的单环模型预测控制方法,改善了电机参数的不确定性和外部扰动所带来的鲁棒性问题.