永磁同步电机控制算法--双矢量模型预测转矩控制MPTC（占空比）

一、基本原理

永磁同步电机Duty-MPTC是在传统MPTC础上引入零电压矢量发展起来的，其将一个控制周期分成两部分，一部分时间施加有效电压矢量，剩余时问施加零矢量，通过调节占空比的大小，可以等效为改变有效电压矢量的幅值。因此，相对于传统MPTC控制，Duty-MPTC可以有效减小转矩脉动，其整体控制原理框图如下图所示

二、仿真验证

在MATLAB/simulink里面验证所提算法，采用和实验中一致的控制周期1e-4，电机部分计算周期为1e-6。仿真模型如下所示：

仿真工况：电机空载零速启动，0s阶跃给定转速1000rpm，0.5s施加额定负载

将双矢量模型预测转矩控制MPTC（占空比）与之前搭建的单矢量模型预测转矩控制在相同电机参数、相同权重系数下进行比较。后面比较波形，前面是单矢量，后面是双矢量。

2.1转速

2.2dq轴电流

2.3电磁转矩

2.4磁链

可以看出q轴电流和电磁转矩得到了明显优化，波动变小；但是磁链波动却基本没变。这是由于在占空比推导中，是以电磁转矩尽可能达到给定值为基础进行的，所以优化侧重在电磁转矩上。通过算法对比可以看出，双矢量相比单矢量具有明显的优化效果，并且计算量并未明显增加，且算法移植性强，我用了几套电机参数效果都比较明显。