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永磁同步發(fā)電機電流預測控制的概況分析

  環(huán)嵌套的控制結構是交流伺服的系統本身所具有的,而制約整個(gè)伺服系統的動(dòng)態(tài)品質(zhì)最為核心的因素是其內環(huán)中電流環(huán)的帶寬。伺服系統的電流控制,其目的在于確保電機的電流能夠嚴格的跟隨其既定的變化而改變,并兼顧穩定性以及快速性。 
  當前,磁場(chǎng)定向的控制是近些年交流伺服的系統中絕大多數采用的方法,于同步的旋轉軸系之下對PI調節器進(jìn)行使用,使其分別控制電機交直軸的電流,而這樣可以把控制對象從交流量往直流量方向轉變,進(jìn)而將控制過(guò)程簡(jiǎn)化且將控制精度提高。集成電子的技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí),相關(guān)數字控制的系統因為其具有抗干擾的能力較強、成本低以及體積小等強大優(yōu)勢,因此在交流伺服的領(lǐng)域廣泛運用。然而因為數字控制的系統具有保持以及量化等固定環(huán)節存在,所以控制器對于系統的周期性控制規律較強,且將諸多的數字延時(shí)引入控制系統當中,例如各種的濾波延時(shí)、死區、逆變器輸出、脈寬調制的占空比與更新、電流采樣。而這使得控制器輸出較系統電流變化更加滯后。所以于數字的控制系統當中要想將系統控制性能提高,就應該使控制的周期變得更短。一旦控制算法具有一定的計算時(shí)間,將具有越短的控制周期,在系統周期中控制算法亦具有越高的占用比例,進(jìn)而將系統軟件資源減少。采取將控制算法的頻率增加等效的將系統控制的周期減小,可使系統延時(shí)的時(shí)間減小一半左右,進(jìn)而將系統的電流環(huán)性能提高。然而由于雙采樣與雙更新的策略占有較多的系統資源,且在固定PWM的調制頻率下亦無(wú)法將系統延時(shí)減小,其電流帶寬最優(yōu)指標沒(méi)有實(shí)現。 
  預測控制法具有更小的一些電流諧波的分量以及更高的一些動(dòng)態(tài)響應的性能。從矢量的合成角度來(lái)看包括如下2種。按照逆變器的輸出中7種不同電壓的矢量預測下一個(gè)控制周期中的電流,且通過(guò)1個(gè)的評價(jià)函數將輸出電壓的矢量唯一確定。此類(lèi)方法具有較大電流紋波以及較快電流頻響。在文獻中采取的方法為依據所在扇區與當前系統的狀態(tài)將1個(gè)非零的電壓矢量選擇出來(lái),再經(jīng)過(guò)零矢量以及電壓矢量合成將下一周期重電流給定以及電流的預測值之間具有最小差值。 



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