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专利号: 2021106891086
申请人: 常熟理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种开关磁阻电机的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:根据所述开关磁阻电机本体设计参数建立开关磁阻电机模型;

设定所述开关磁阻电机的第一数据,并记录所述开关磁阻电机在运行过程中的运行数据;

根据所述开关磁阻电机模型、所述第一数据和所述运行数据对所述开关磁阻电机进行第一次电流预测,以获取相应的第一预测转子电角度、第一预测磁链以及第一预测电流;

根据所述第一数据和所述第一预测电流确定所述开关磁阻电机在下一开关周期内的驱动状态;

根据所述开关磁阻电机模型、所述第一数据、所述运行数据、所述第一预测转子电角度、所述第一预测磁链以及所述第一预测电流对所述开关磁阻电机进行第二次电流预测,以获取相应的第二预测转子电角度、第二预测磁链以及第二预测电流;

根据所述第二预测电流确定下一开关周期的占空比;

根据所述开关磁阻电机在下一开关周期内的驱动状态以及所述下一开关周期的占空比获取驱动信号,并根据所述驱动信号对所述开关磁阻电机的功率变换器进行控制。

2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机的控制方法,其特征在于,根据所述开关磁阻电机本体设计参数建立所述开关磁阻电机模型,包括:将所述开关磁阻电机一个转子电周期对应的转子电角度均匀划分为F份,以生成转子电角度数组,其中,F为大于等于1的整数;

将所述开关磁阻电机的磁链范围均匀划分为G份,以生成磁链数组,其中,G为大于等于

1的整数;

根据所述转子电角度数组和所述磁链数组获取相应的相电流数组。

3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机的控制方法,其特征在于,所述第一数据包括:所述开关磁阻电机的参考电流、直流母线电压、开关周期时长、开通角以及关断角;所述运行数据包括:在所述开关磁阻电机运行过程中采样得到的转子电角度、采样电流以及占空比。

4.根据权利要求3所述的开关磁阻电机的控制方法,其特征在于,根据所述开关磁阻电机模型、所述第一数据和所述运行数据对所述开关磁阻电机进行第一次电流预测,以获取相应的第一预测转子电角度、第一预测磁链以及第一预测电流,包括:根据所述开关周期时长以及在所述开关磁阻电机运行过程中采样得到的所述转子电角度通过以下公式生成第一预测转子电角速度:其中,k为当前开关周期内的采样点,k‑1为前一开关周期内的采样点,θ(k)为所述当前开关周期内的采样点的转子电角度,θ(k‑1)为所述前一开关周期内的采样点的转子电角度,Ts为所述开关周期时长,ω(k)为所述第一预测转子电角速度;

根据所述第一预测转子电角速度通过以下公式生成所述第一预测转子电角度:θp(k+1)=θ(k)+ω(k)Ts,其中,θp(k+1)为所述第一预测转子电角度;

根据所述开关周期时长、所述直流母线电压以及在所述开关磁阻电机运行过程中采样得到的所述转子电角度、所述采样电流和所述占空比通过以下公式生成所述开关磁阻电机在当前开关周期内的磁链变化量:Δψ(k)=(Udc·τ(k)‑ri(k))·Ts,其中,Udc为所述直流母线电压,τ(k)为所述当前开关周期的占空比,r为所述开关磁阻电机的相绕组电阻值,i(k)为所述当前开关周期内的采样点的采样电流,Δψ(k)为所述开关磁阻电机在当前开关周期内的磁链变化量;

根据所述开关磁阻电机在当前开关周期内的磁链变化量通过以下公式生成所述第一预测磁链:

ψ(k+1)=ψ(k)+Δψ(k),其中,ψ(k+1)为所述第一预测磁链,ψ(k)为所述前一开关周期内预测出的所述开关磁阻电机在所述当前开关周期内的采样点的磁链;

根据所述第一预测转子电角度、所述第一预测磁链和所述开关磁阻电机模型获取所述第一预测电流。

5.根据权利要求4所述的开关磁阻电机的控制方法,其特征在于,根据所述第一数据和所述第一预测电流确定所述开关磁阻电机在下一开关周期内的驱动状态,包括:根据所述第一预测电流和所述参考电流获取下下个开关周期内的采样点与下一开关周期内的采样点的电流偏差;

根据所述电流偏差判断所述开关磁阻电机在下一开关周期内的驱动状态。

6.根据权利要求5所述的开关磁阻电机的控制方法,其特征在于,根据所述开关磁阻电机模型、所述第一数据、所述运行数据、所述第一预测转子电角度、所述第一预测磁链以及所述第一预测电流对所述开关磁阻电机进行第二次电流预测,以获取相应的第二预测转子电角度、第二预测磁链以及第二预测电流,包括:根据所述开关周期时长、在所述开关磁阻电机运行过程中采样得到的所述转子电角度以及第一预测转子电角度通过以下公式生成第二预测转子电角速度:其中,ω(k+1)为所述第二预测转子电角速度;

根据所述第二预测转子电角速度通过以下公式生成所述第二预测转子电角度:θp(k+2)=θp(k+1)+ω(k+1)Ts,其中,θp(k+2)为所述第二预测转子电角度;

将所述开关磁阻电机的PWM占空比在0~1范围内取Z个互异的值,以生成PWM占空比数组,其中,Z为大于等于1的整数;

根据所述第一预测电流、所述第一预测磁链、所述开关磁阻电机在下一开关周期内的驱动状态以及所述PWM占空比数组获取所述第二预测磁链;

根据所述第二预测转子电角度、所述第二预测磁链和所述开关磁阻电机模型获取所述第二预测电流。

7.一种开关磁阻电机的控制装置,其特征在于,包括:建立模块,所述建立模块用于根据所述开关磁阻电机本体设计参数建立开关磁阻电机模型;

记录模块,所述记录模块用于设定所述开关磁阻电机的第一数据,并记录所述开关磁阻电机在运行过程中的运行数据;

第一预测模块,所述第一预测模块用于根据所述开关磁阻电机模型、所述第一数据和所述运行数据对所述开关磁阻电机进行第一次电流预测,以获取相应的第一预测转子电角度、第一预测磁链以及第一预测电流;

第一确定模块,所述第一确定模块用于根据所述第一数据和所述第一预测电流确定所述开关磁阻电机在下一开关周期内的驱动状态;

第二预测模块,所述第二预测模块用于根据所述开关磁阻电机模型、所述第一数据、所述运行数据、所述第一预测转子电角度、所述第一预测磁链以及所述第一预测电流对所述开关磁阻电机进行第二次电流预测,以获取相应的第二预测转子电角度、第二预测磁链以及第二预测电流;

第二确定模块,所述第二确定模块用于根据所述第二预测电流确定下一开关周期的占空比;

控制模块,所述控制模块用于根据所述开关磁阻电机在下一开关周期内的驱动状态以及所述下一开关周期的占空比获取驱动信号,并根据所述驱动信号对所述开关磁阻电机的功率变换器进行控制。

8.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时,实现根据权利要求1‑6中任一项所述的开关磁阻电机的控制方法。

9.一种非临时性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现根据权利要求1‑6中任一项所述的开关磁阻电机的控制方法。