永磁同步电机双环模型预测控制研究

有限控制集模型预测电流控制(FCS-MPCC)算法对永磁同步电机(PMSM)的8个电压矢量进行预测计算，根据建立的成本函数选择出最优电压矢量并应用，计算量较大。针对该问题，提出一种基于先择扇区原则的改进型模型预测电流控制算法。该算法减少了计算的电压矢量数，缩减了计算时间，对微处理器的性能要求降低。将控制外环速度环的PI控制也改为模型预测控制设计了二阶扩展状态观测器，改善了速度控制的动态性能，电机的速度控制响应更快。以PMSM控制的摇臂装置为研究对象，建立仿真模型，并搭建相应的实验平台，仿真和实验验证了该算法的伺服动态响应性与稳定性。通过实验证明了双环MPC算法比双环PI算法对逆变器的损耗更小，温升更低。