永磁同步發(fā)電機(jī)電流預(yù)測(cè)控制的概況分析
環(huán)嵌套的控制結(jié)構(gòu)是交流伺服的系統(tǒng)本身所具有的,而制約整個(gè)伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)最為核心的因素是其內(nèi)環(huán)中電流環(huán)的帶寬。伺服系統(tǒng)的電流控制,其目的在于確保電機(jī)的電流能夠嚴(yán)格的跟隨其既定的變化而改變,并兼顧穩(wěn)定性以及快速性。
當(dāng)前,磁場(chǎng)定向的控制是近些年交流伺服的系統(tǒng)中絕大多數(shù)采用的方法,于同步的旋轉(zhuǎn)軸系之下對(duì)PI調(diào)節(jié)器進(jìn)行使用,使其分別控制電機(jī)交直軸的電流,而這樣可以把控制對(duì)象從交流量往直流量方向轉(zhuǎn)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(shù)字控制的系統(tǒng)因?yàn)槠渚哂锌垢蓴_的能力較強(qiáng)、成本低以及體積小等強(qiáng)大優(yōu)勢(shì),因此在交流伺服的領(lǐng)域廣泛運(yùn)用。然而因?yàn)閿?shù)字控制的系統(tǒng)具有保持以及量化等固定環(huán)節(jié)存在,所以控制器對(duì)于系統(tǒng)的周期性控制規(guī)律較強(qiáng),且將諸多的數(shù)字延時(shí)引入控制系統(tǒng)當(dāng)中,例如各種的濾波延時(shí)、死區(qū)、逆變器輸出、脈寬調(diào)制的占空比與更新、電流采樣。而這使得控制器輸出較系統(tǒng)電流變化更加滯后。所以于數(shù)字的控制系統(tǒng)當(dāng)中要想將系統(tǒng)控制性能提高,就應(yīng)該使控制的周期變得更短。一旦控制算法具有一定的計(jì)算時(shí)間,將具有越短的控制周期,在系統(tǒng)周期中控制算法亦具有越高的占用比例,進(jìn)而將系統(tǒng)軟件資源減少。采取將控制算法的頻率增加等效的將系統(tǒng)控制的周期減小,可使系統(tǒng)延時(shí)的時(shí)間減小一半左右,進(jìn)而將系統(tǒng)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(tǒng)資源,且在固定PWM的調(diào)制頻率下亦無(wú)法將系統(tǒng)延時(shí)減小,其電流帶寬最優(yōu)指標(biāo)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。
預(yù)測(cè)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(yīng)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(yù)測(cè)下一個(gè)控制周期中的電流,且通過(guò)1個(gè)的評(píng)價(jià)函數(shù)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(xiàn)中采取的方法為依據(jù)所在扇區(qū)與當(dāng)前系統(tǒng)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(yù)測(cè)值之間具有最小差值。