永磁同步电机预测控制

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 永磁同步电机发展现状 1
1.2 永磁同步电机控制技术分类及研究现状 2
1.3 预测控制在永磁同步电机领域的研究与应用 5
1.3.1 预测控制机理及发展过程 5
1.3.2 预测控制分类及特性 6
第2章 永磁同步电机数学模型及特性分析 11
2.1 矢量基础 11
2.1.1 三相系统 11
2.1.2 复空间矢量及其坐标变换 13
2.1.3 实空间矢量及其坐标变换 18
2.2 永磁同步电机电压方程 20
2.2.1 连续时间域下电压方程 20
2.2.2 离散时间域下电压方程 23
2.3 永磁同步电机运动方程 25
2.4 永磁同步电机数学模型标幺化 26
2.5 永磁同步电机特性分析 30
2.5.1 暂态阻抗与时间常数 30
2.5.2 功率因数特性 31
2.5.3 电流与电压约束 32
2.5.4 弱磁特性 32
第3章 两电平电压源型逆变器数学模型及特性分析 35
3.1 两电平电压源型逆变器数学模型 35
3.2 两电平电压源型逆变器调制特性分析 39
3.2.1 三角波调制特性 39
3.2.2 零序注入特性 41
3.2.3 过调制特性 42
3.2.4 空间矢量脉冲宽度调制特性 44
3.2.5 空间矢量脉冲宽度调制与零序注入的关系 46
3.3 两电平电压源型逆变器延迟特性分析 50
3.3.1 逆变器延迟特性 50
3.3.2 控制器延迟特性 51
第4章 永磁同步电机线性控制器设计.53
4.1 永磁同步电机电流环线性控制器设计 53
4.1.1 电流环单自由度PI控制器设计 53
4.1.2 电流环两自由度PI控制器设计 55
4.1.3 积分饱和特性与抗饱和设计 56
4.1.4 延迟补偿与带宽选择 57
4.2 永磁同步电机转速环线性控制器设计 59
4.2.1 转速环单自由度PI控制器设计 59
4.2.2 转速环两自由度PI控制器设计 60
4.3 永磁同步电机弱磁控制器设计 61
4.3.1 弱磁控制特性分析 61
4.3.2 弱磁控制器设计及参数整定 64
第5章 永磁同步电机有限集预测控制器设计与实现 67
5.1 永磁同步电机预测模型 67
5.1.1 定子电流预测模型 67
5.1.2 转矩与磁链预测模型 71
5.2 价值函数 75
5.2.1 基于定子电流预测的价值函数.75
5.2.2 基于转矩与磁链预测的价值函数.76
5.2.3 价值函数中的附加约束 77
5.3 寻优策略 80
5.4 有限集预测控制延迟补偿 82
5.4.1 延迟特性与影响分析 83
5.4.2 控制算法延迟补偿 85
5.4.3 采样与反馈延迟补偿 87
第6章 永磁同步电机预测控制器权值设定与算法简化 91
6.1 权值的基本概念与设定规律 91
6.1.1 权值的基本概念 91
6.1.2 权值的设定规律 92
6.2 基于价值函数的权值设定方法 95
6.2.1 经验法 95
6.2.2 基于预测算法等效变换的权值设定.97
6.3 基于多目标排序的权值设定方法 100
6.4 预测控制器算法简化方法 103
6.4.1 基于电流预测的算法简化方法 103
6.4.2 基于转矩与磁链预测的算法简化方法.105
6.4.3 基于分区法的寻优过程简化方法 108
第7章 基于预测谐振控制器的永磁同步电机周期性扰动抑制 111
7.1 永磁同步电机周期性扰动特性分析 111
7.1.1 逆变器死区效应引入的周期性扰动特性分析 111
7.1.2 电流采样误差引入的周期性扰动特性分析113
7.1.3 磁链谐波引入的周期性扰动特性分析.115
7.2 基于传统控制器的周期性扰动抑制方法分析 116
7.2.1 基于重复控制器的周期性扰动抑制方法与特性 117
7.2.2 基于谐振控制器的周期性扰动抑制方法与特性 129
7.2.3 基于迭代学习控制器的周期性扰动抑制方法与特性 133
7.3 基于预测谐振控制器的扰动抑制方法分析 135
7.3.1 预测谐振控制器设计 136
7.3.2 预测谐振控制器参数整定与分析 139
7.4 基于双环预测控制器的扰动抑制方法分析 143
7.4.1 双环预测控制器设计 143
7.4.2 双环预测控制器参数整定与分析 147
第8章 基于可变作用时间的永磁同步电机预测磁链控制 152
8.1 基于单矢量可变作用时间的单步预测磁链控制152
8.1.1 基于单矢量可变作用时间的磁链轨迹 153
8.1.2 单步预测*优作用时间计算 154
8.1.3 单步预测*优电压矢量遴选 156
8.2 基于单矢量可变作用时间的多步预测磁链控制 157
8.2.1 多步预测*优作用时间计算 157
8.2.2 多步预测*优电压矢量遴选 158
8.3 基于双矢量可变作用时间的预测磁链控制 158
8.3.1 基于双矢量可变作用时间的磁链轨迹.159
8.3.2 基于双矢量可变作用时间的*优作用时间计算 160
8.3.3 基于双矢量可变作用时间的*优电压矢量遴选 161
8.4 基于切换点优化的预测磁链控制 161
8.4.1 基于切换点优化的磁链轨迹 162
8.4.2 切换点优化时间计算 164
8.4.3 *优电压矢量遴选 164
8.4.4 切换点前后优化模式选择 165
8.5 模型预测磁链控制算法实现 167
8.5.1 基于固定采样周期的占空比更新 167
8.5.2 考虑延时补偿的*优解计算 169
8.5.3 算法的在线简化 170
参考文献 172