感应电机预测控制改进算法

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1、第17卷第3期电机与控制学报Vol.17No.32013年3月ELECTRICMACHINESANDCONTROLMar．2013感应电机预测控制改进算法齐昕，周晓敏，马祥华，王长松，肖新航(北京科技大学机械工程学院，北京100083)摘要:针对反电势电机模型计算电流矢量导数时进行微分运算造成系统内部高频噪声放大的问题，提出一种感应电机预测控制改进算法。使用转子磁场坐标系下的电机模型代替反电势电机模型，进而在计算电流矢量的导数的过程中避免了微分运算，在计算过程中不会对系统内的高频噪声造成放大，减小了预测控制算法在选择最优开关状态时出错的几率，进而提高了系统的鲁棒性

2、，使预测控制算法的控制性能得到进一步的提高。仿真结果验证了改进方法的可行性，同时对比原方法和改进方法的仿真结果可以发现在同样的条件下改进方法能够更好的抑制电流畸变，降低转矩波动。关键词:感应电机;预测控制;开关策略;逆变器;仿真中图分类号:TM34文献标志码:A文章编号:1007－449X(2013)03－0062－08ImprovedpredictivecontrolalgorithmforinductionmotorsQIXin，ZHOUXiao-min，MAXiang-hua，WANGChang-song，XIAOXin-hang(SchoolofMecha

3、nicalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083)Abstract:Inordertoreducethehighfrequencynoisecausedbydifferentialcalculation，animprovedpre-dictivecontrolalgorithmisproposed．Back-electromotiveforce(EMF)basedmachinemodelwassubstitu-tedbytherotor-fieldcoordinatemac

4、hinemodel，inwhichthedifferentialcalculationwasavoided．Hence，thehigh-frequencynoisewasnotenlargedthroughthefollowingoperationanderrorprobabilitywasalsodecreasedwhentheoptimalswitchingstatewasselected．Theroubustnessofdrivesystemwasal-soenhancedbytheimprovedalgorithm．Simulationresultssho

5、wthatimprovedalgorithmobtainslowercurrentdistorionandlesstorquedistorion．Keywords:inductionmotors;predictivecontrol;switchingstrategy;inverter;simulation应用最为广泛一类的便是将线性控制器(如PI控制0引言器)与脉宽调制策略相结合，采用双闭环控制，外环由于MOSFET以及IGBT等功率开关器件的发为速度环，速度调节器以设定的目标转速和实际转展，逆变器在电机驱动系统中的应用变得越来越为速为输入，输出目标电流;内环为电

6、流环，电流调节普遍。世界各国学者不断提出许多新的控制算法，器以目标电流和实际电流为输入，生成目标电压;收稿日期:2012－11－07基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金(FRF－TP－12－059A);国家自然科学基金(51276016)作者简介:齐昕(1982—)，男，博士，博士后，研究方向为电力电子技术、电机拖动，逆变器变频控制;周晓敏(1975—)，女，博士，副教授，研究方向为电力电子技术、电机拖动;马祥华(1962—)，男，硕士，副教授，研究方向为电力电子技术;王长松(1948—)，男，博士，教授，博士生导师，研究方向为电力电子，智能控制技术;肖新航(

7、1987—)，男，硕士，研究方向为电机调速控制。通讯作者:齐昕第3期齐昕等:感应电机预测控制改进算法63PWM信号发生器依照目标电压以及相应的脉宽调许范围

8、Δimax

9、内，因此无需改变逆变器的开关状制策略生成PWM信号，控制逆变器各个功率器件态。而当实际的电流矢量碰触到边界圆或者超出边的开关。近些年随着控制理论的发展，模糊控界圆(如图1中虚线所标示的矢量)意味着电流畸［1－2］［3－4］［5－6］制、滑模变结构控制、神经网络控制等变过大，需要改变逆变器开关状态，调整作用在电机各种控制方法不断融合到电机驱动系统中。Holtz教授(IEEElifeFellow)

10、早在198