永磁同步電機(jī)預(yù)測(cè)控制

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 永磁同步電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2 永磁同步電機(jī)控制技術(shù)分類及研究現(xiàn)狀 2
1.3 預(yù)測(cè)控制在永磁同步電機(jī)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用 5
1.3.1 預(yù)測(cè)控制機(jī)理及發(fā)展過程 5
1.3.2 預(yù)測(cè)控制分類及特性 6
第2章 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型及特性分析 11
2.1 矢量基礎(chǔ) 11
2.1.1 三相系統(tǒng) 11
2.1.2 復(fù)空間矢量及其坐標(biāo)變換 13
2.1.3 實(shí)空間矢量及其坐標(biāo)變換 18
2.2 永磁同步電機(jī)電壓方程 20
2.2.1 連續(xù)時(shí)間域下電壓方程 20
2.2.2 離散時(shí)間域下電壓方程 23
2.3 永磁同步電機(jī)運(yùn)動(dòng)方程 25
2.4 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型標(biāo)幺化 26
2.5 永磁同步電機(jī)特性分析 30
2.5.1 暫態(tài)阻抗與時(shí)間常數(shù) 30
2.5.2 功率因數(shù)特性 31
2.5.3 電流與電壓約束 32
2.5.4 弱磁特性 32
第3章 兩電平電壓源型逆變器數(shù)學(xué)模型及特性分析 35
3.1 兩電平電壓源型逆變器數(shù)學(xué)模型 35
3.2 兩電平電壓源型逆變器調(diào)制特性分析 39
3.2.1 三角波調(diào)制特性 39
3.2.2 零序注入特性 41
3.2.3 過調(diào)制特性 42
3.2.4 空間矢量脈沖寬度調(diào)制特性 44
3.2.5 空間矢量脈沖寬度調(diào)制與零序注入的關(guān)系 46
3.3 兩電平電壓源型逆變器延遲特性分析 50
3.3.1 逆變器延遲特性 50
3.3.2 控制器延遲特性 51
第4章 永磁同步電機(jī)線性控制器設(shè)計(jì).53
4.1 永磁同步電機(jī)電流環(huán)線性控制器設(shè)計(jì) 53
4.1.1 電流環(huán)單自由度PI控制器設(shè)計(jì) 53
4.1.2 電流環(huán)兩自由度PI控制器設(shè)計(jì) 55
4.1.3 積分飽和特性與抗飽和設(shè)計(jì) 56
4.1.4 延遲補(bǔ)償與帶寬選擇 57
4.2 永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速環(huán)線性控制器設(shè)計(jì) 59
4.2.1 轉(zhuǎn)速環(huán)單自由度PI控制器設(shè)計(jì) 59
4.2.2 轉(zhuǎn)速環(huán)兩自由度PI控制器設(shè)計(jì) 60
4.3 永磁同步電機(jī)弱磁控制器設(shè)計(jì) 61
4.3.1 弱磁控制特性分析 61
4.3.2 弱磁控制器設(shè)計(jì)及參數(shù)整定 64
第5章 永磁同步電機(jī)有限集預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 67
5.1 永磁同步電機(jī)預(yù)測(cè)模型 67
5.1.1 定子電流預(yù)測(cè)模型 67
5.1.2 轉(zhuǎn)矩與磁鏈預(yù)測(cè)模型 71
5.2 價(jià)值函數(shù) 75
5.2.1 基于定子電流預(yù)測(cè)的價(jià)值函數(shù).75
5.2.2 基于轉(zhuǎn)矩與磁鏈預(yù)測(cè)的價(jià)值函數(shù).76
5.2.3 價(jià)值函數(shù)中的附加約束 77
5.3 尋優(yōu)策略 80
5.4 有限集預(yù)測(cè)控制延遲補(bǔ)償 82
5.4.1 延遲特性與影響分析 83
5.4.2 控制算法延遲補(bǔ)償 85
5.4.3 采樣與反饋延遲補(bǔ)償 87
第6章 永磁同步電機(jī)預(yù)測(cè)控制器權(quán)值設(shè)定與算法簡(jiǎn)化 91
6.1 權(quán)值的基本概念與設(shè)定規(guī)律 91
6.1.1 權(quán)值的基本概念 91
6.1.2 權(quán)值的設(shè)定規(guī)律 92
6.2 基于價(jià)值函數(shù)的權(quán)值設(shè)定方法 95
6.2.1 經(jīng)驗(yàn)法 95
6.2.2 基于預(yù)測(cè)算法等效變換的權(quán)值設(shè)定.97
6.3 基于多目標(biāo)排序的權(quán)值設(shè)定方法 100
6.4 預(yù)測(cè)控制器算法簡(jiǎn)化方法 103
6.4.1 基于電流預(yù)測(cè)的算法簡(jiǎn)化方法 103
6.4.2 基于轉(zhuǎn)矩與磁鏈預(yù)測(cè)的算法簡(jiǎn)化方法.105
6.4.3 基于分區(qū)法的尋優(yōu)過程簡(jiǎn)化方法 108
第7章 基于預(yù)測(cè)諧振控制器的永磁同步電機(jī)周期性擾動(dòng)抑制 111
7.1 永磁同步電機(jī)周期性擾動(dòng)特性分析 111
7.1.1 逆變器死區(qū)效應(yīng)引入的周期性擾動(dòng)特性分析 111
7.1.2 電流采樣誤差引入的周期性擾動(dòng)特性分析113
7.1.3 磁鏈諧波引入的周期性擾動(dòng)特性分析.115
7.2 基于傳統(tǒng)控制器的周期性擾動(dòng)抑制方法分析 116
7.2.1 基于重復(fù)控制器的周期性擾動(dòng)抑制方法與特性 117
7.2.2 基于諧振控制器的周期性擾動(dòng)抑制方法與特性 129
7.2.3 基于迭代學(xué)習(xí)控制器的周期性擾動(dòng)抑制方法與特性 133
7.3 基于預(yù)測(cè)諧振控制器的擾動(dòng)抑制方法分析 135
7.3.1 預(yù)測(cè)諧振控制器設(shè)計(jì) 136
7.3.2 預(yù)測(cè)諧振控制器參數(shù)整定與分析 139
7.4 基于雙環(huán)預(yù)測(cè)控制器的擾動(dòng)抑制方法分析 143
7.4.1 雙環(huán)預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì) 143
7.4.2 雙環(huán)預(yù)測(cè)控制器參數(shù)整定與分析 147
第8章 基于可變作用時(shí)間的永磁同步電機(jī)預(yù)測(cè)磁鏈控制 152
8.1 基于單矢量可變作用時(shí)間的單步預(yù)測(cè)磁鏈控制152
8.1.1 基于單矢量可變作用時(shí)間的磁鏈軌跡 153
8.1.2 單步預(yù)測(cè)*優(yōu)作用時(shí)間計(jì)算 154
8.1.3 單步預(yù)測(cè)*優(yōu)電壓矢量遴選 156
8.2 基于單矢量可變作用時(shí)間的多步預(yù)測(cè)磁鏈控制 157
8.2.1 多步預(yù)測(cè)*優(yōu)作用時(shí)間計(jì)算 157
8.2.2 多步預(yù)測(cè)*優(yōu)電壓矢量遴選 158
8.3 基于雙矢量可變作用時(shí)間的預(yù)測(cè)磁鏈控制 158
8.3.1 基于雙矢量可變作用時(shí)間的磁鏈軌跡.159
8.3.2 基于雙矢量可變作用時(shí)間的*優(yōu)作用時(shí)間計(jì)算 160
8.3.3 基于雙矢量可變作用時(shí)間的*優(yōu)電壓矢量遴選 161
8.4 基于切換點(diǎn)優(yōu)化的預(yù)測(cè)磁鏈控制 161
8.4.1 基于切換點(diǎn)優(yōu)化的磁鏈軌跡 162
8.4.2 切換點(diǎn)優(yōu)化時(shí)間計(jì)算 164
8.4.3 *優(yōu)電壓矢量遴選 164
8.4.4 切換點(diǎn)前后優(yōu)化模式選擇 165
8.5 模型預(yù)測(cè)磁鏈控制算法實(shí)現(xiàn) 167
8.5.1 基于固定采樣周期的占空比更新 167
8.5.2 考慮延時(shí)補(bǔ)償?shù)?優(yōu)解計(jì)算 169
8.5.3 算法的在線簡(jiǎn)化 170
參考文獻(xiàn) 172