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基于模型预测控制的无人车编队避障方法 被引量：3
1
作者 张硕 吴雨洋 +3 位作者 汪洋 王一全 崔星 宿玉康 《北京理工大学学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期34-41,共8页
为研究障碍物环境下基于模型预测控制的无人车编队避障方法,建立了包含虚拟智能体状态的编队避障函数,使避障问题容易用优化方法求解.在无人车编队内部引入优先级策略实现编队内部避碰,并通过动态事件触发机制减小无人车之间通讯带宽占... 为研究障碍物环境下基于模型预测控制的无人车编队避障方法,建立了包含虚拟智能体状态的编队避障函数,使避障问题容易用优化方法求解.在无人车编队内部引入优先级策略实现编队内部避碰,并通过动态事件触发机制减小无人车之间通讯带宽占用.对该方法进行了计算机仿真验证,在给定多边形障碍物环境下,使用领导者-追随者架构执行编队行驶任务,并借助事件触发器实现间歇通讯.结果表明,相较于传统方法,所设计的编队控制器能够提高带宽约束下无人车编队行驶安全性. 展开更多
关键词 编队控制 模型预测控制 动态事件触发机制 无人车避障
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基于矢量分类的NPC型三电平双三相PMSM的改进模型预测电压控制 被引量：2
2
作者 袁庆庆 步凡 +1 位作者 谢晓彤 夏鲲 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期758-768,I0030,共12页
多电平多相电机驱动系统存在电压矢量数目多、冗余复杂及多目标非线性约束等问题。以二极管钳位型三电平六相逆变器驱动双三相永磁同步电机为研究对象,以电机谐波电流抑制和逆变器直流侧中点电位平衡控制为目标,提出一种基于电压矢量三... 多电平多相电机驱动系统存在电压矢量数目多、冗余复杂及多目标非线性约束等问题。以二极管钳位型三电平六相逆变器驱动双三相永磁同步电机为研究对象,以电机谐波电流抑制和逆变器直流侧中点电位平衡控制为目标,提出一种基于电压矢量三角区域分类的改进模型预测电压控制策略。首先,以基波子平面大投影幅值为原则,对729个电压矢量进行初筛;接着,基于三角区域分类方法对筛选后的电压矢量进行分类,并对期望电压进行所属三角区域定位、确定候选矢量。设计满足电机定子电流谐波抑制及逆变器中点电位平衡控制的目标函数;根据电机数学模型和逆变器特征研究多目标控制权重因子的理论设计方法。不同工况下的有效性及对比实验表明,所研究的控制策略不仅能改善多电平多相电机驱动系统的多目标控制性能,还能有效降低控制器计算负担。 展开更多
关键词 二极管钳位型三电平六相逆变器 双三相永磁同步电机 矢量分类 谐波电流 中点电位 模型预测电压控制 权重因子
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基于模型预测控制的高精度混合视觉伺服机械臂控制方法
3
作者 刘新 王辉 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2266-2277,共12页
机械臂在各领域应用广泛,其控制系统对精度与稳定性方面的要求日益增加,然而,传统控制方法在复杂动态环境中的适应性不强。针对这一问题,本文提出一种基于模型预测控制的机械臂混合视觉伺服控制方法。首先,通过对混合视觉伺服系统进行建... 机械臂在各领域应用广泛,其控制系统对精度与稳定性方面的要求日益增加,然而,传统控制方法在复杂动态环境中的适应性不强。针对这一问题,本文提出一种基于模型预测控制的机械臂混合视觉伺服控制方法。首先,通过对混合视觉伺服系统进行建模,分析系统误差函数中旋转部分和平移部分的动态变化特性,推导误差与相机速度之间的关联关系模型。其次,提出一种基于模型预测控制的机械臂控制方法,通过结合系统误差和相机速度信息构建状态空间模型,实时预测系统的未来动态并优化控制输入,实现误差补偿和快速收敛。最后,在ViSP仿真平台和实物运动控制平台上分别进行验证。研究结果表明:与传统控制方法相比,所提出的方法有效降低了稳态误差,提高了控制精度,特别是在动态复杂环境中具有更强的抗干扰能力和适应性。 展开更多
关键词 机械臂 混合视觉伺服 模型预测控制 状态空间模型 最优控制
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驾驶机器人车辆横向轨迹跟踪的改进模型预测控制
4
作者 王韬 惠怡静 +2 位作者 张庆余 赵磊 牛文铁 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第3期389-398,共10页
为实现较高速行驶情况下驾驶机器人驾驶车辆进行横向轨迹跟踪,设计了一种基于动态杂交粒子群算法求解的非线性模型预测控制器。首先,简化转向机器人与车辆转向系统,建立车辆动力学模型。其次,应用双参数精确罚函数法将非线性有约束优化... 为实现较高速行驶情况下驾驶机器人驾驶车辆进行横向轨迹跟踪,设计了一种基于动态杂交粒子群算法求解的非线性模型预测控制器。首先,简化转向机器人与车辆转向系统,建立车辆动力学模型。其次,应用双参数精确罚函数法将非线性有约束优化函数转换为非线性无约束优化函数。在此基础上,将驾驶机器人作为下层控制器,应用动态杂交粒子群算法对优化函数进行求解。最后,基于Simulink/CarSim和RT-LAB硬件仿真,验证了改进的模型预测控制器具有较高的跟踪精度和行驶平稳性。 展开更多
关键词 模型预测控制 驾驶机器人 轨迹跟踪控制 粒子群算法
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带有扰动观测模型预测控制的水下无人航行器对接控制
5
作者 张伟 王强 +2 位作者 吴奇阳 郑岩 杜雪 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期634-642,共9页
为实现水下无人航行器的回收,本文将回收中的动态对接问题转换为水下无人航行器与母船的位姿同步控制问题。在水下无人航行器动态对接母船存在外界扰动的情况下,设计了带有扰动观测器的非线性模型预测控制方案。对水下无人航行器的五自... 为实现水下无人航行器的回收,本文将回收中的动态对接问题转换为水下无人航行器与母船的位姿同步控制问题。在水下无人航行器动态对接母船存在外界扰动的情况下,设计了带有扰动观测器的非线性模型预测控制方案。对水下无人航行器的五自由度模型加入相对于惯性系的恒定或缓慢变化的扰动,利用非线性扰动观测器对这些扰动进行估计,并将其输入到模型预测中来增强控制器的鲁棒性。研究表明:通过求解非线性优化问题得到最优控制,使得水下无人航行器能够和母船的位姿保持一致,完成对接过程。本文控制器能够有效抵抗外界扰动,提高对接任务的控制精度。 展开更多
关键词 水下无人航行器 动态对接 位姿同步控制 外界扰动 估计 鲁棒性 非线性模型预测控制 非线性扰动观测器 非线性优化问题 最优控制
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永磁轮毂电机最优磁链矢量无权重价值函数模型预测转矩控制
6
作者 朱孝勇 乙峰 +3 位作者 张超 杜怿 徐磊 张丽 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期736-747,I0028,共13页
永磁轮毂电机的外转子通常与轮辋轮胎直接相联结,相比内转子永磁驱动电机,转动惯量较大,其速度响应明显滞后负载变化。因此,复杂运行工况下,永磁轮毂电机驱动系统转速不稳定,电动车辆行走路径易出现偏移。为解决轮毂驱动下电动车辆的这... 永磁轮毂电机的外转子通常与轮辋轮胎直接相联结,相比内转子永磁驱动电机,转动惯量较大,其速度响应明显滞后负载变化。因此,复杂运行工况下,永磁轮毂电机驱动系统转速不稳定,电动车辆行走路径易出现偏移。为解决轮毂驱动下电动车辆的这一固有技术难题,提出一种磁链为唯一约束条件的无权重价值函数模型预测转矩控制(model predictive torque control,MPTC)策略,可实现复杂多变动态工况下电动车辆稳定运行的工作需求。所提价值函数将转矩、定子磁链幅值约束统一为定子磁链矢量的优化,消除了权重系数的整定,提高了复杂运行工况下轮毂电机的反应速度。同时,引入有效电压矢量与零电压矢量切换瞬间的定子磁链,以此为评估依据选择最优电压矢量,可降低转矩与定子磁链脉动,从而提高轮毂电机转速控制精度。实验验证了控制方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 永磁轮毂电机 模型预测转矩控制 最优占空比 无权重系数 快速响应
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基于分层模型预测控制的含风电电力系统恢复在线决策方法
7
作者 顾雪平 魏佳俊 +2 位作者 白岩松 李少岩 刘玉田 《电工技术学报》 北大核心 2025年第5期1471-1486,共16页
在“双碳”背景下,电力系统的风电渗透率不断提升,风电机组对大停电后系统恢复过程的影响日益显著。为应对风电出力不确定性对恢复过程的影响,该文提出了一种基于分层模型预测控制的电力系统恢复在线决策方法。首先,为满足不同的恢复决... 在“双碳”背景下,电力系统的风电渗透率不断提升,风电机组对大停电后系统恢复过程的影响日益显著。为应对风电出力不确定性对恢复过程的影响,该文提出了一种基于分层模型预测控制的电力系统恢复在线决策方法。首先,为满足不同的恢复决策需求,引入分层控制结构,将恢复任务解耦,以动态更新的风电预测信息为基础,提出基于两种滚动机制的双层滚动优化策略:上层考虑元件恢复次序的后效性,采用前瞻到底滚动机制进行元件恢复次序决策;下层考虑风电预测精度近高远低的实际,采用滑动时间窗口滚动机制进行发电机组出力计划和负荷恢复计划决策。然后,在反馈校正环节,根据实测风电数据,建立储能等灵活性资源的实时调度模型并修正风电功率预测。最后,通过修改的新英格兰39节点系统和实际系统算例验证所提方法的有效性与实用性。 展开更多
关键词 模型预测控制 大停电 风电不确定性 滚动机制 在线恢复 实时校正
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无铁心管状永磁直线电机多分辨率鲁棒性模型预测推力控制
8
作者 徐磊 陈楠 +3 位作者 朱孝勇 范志祥 张超 孟盛龙 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第6期101-112,共12页
针对无铁心管状永磁同步直线(IT-PMSL)电机电流谐波和变摩擦力等扰动引起的推力和速度脉动问题,提出一种多分辨率鲁棒性模型预测推力控制策略。首先,考虑可变摩擦力影响,推导IT-PMSL电机的数学模型,分析该电机位置-速度-反电动势畸变影... 针对无铁心管状永磁同步直线(IT-PMSL)电机电流谐波和变摩擦力等扰动引起的推力和速度脉动问题,提出一种多分辨率鲁棒性模型预测推力控制策略。首先,考虑可变摩擦力影响,推导IT-PMSL电机的数学模型,分析该电机位置-速度-反电动势畸变影响规律。在此基础上,引入超螺旋滑模自适应律,搭建一种多分辨率磁链预测模型,在不同速度和位置下对IT-PMSL电机永磁磁链值进行计算,提高磁链计算速度和准确性的同时有效减小控制系统的计算负担,进而实现磁链和推力的在线预测。接着,利用载荷角构造无权重系数的价值函数,避免价值函数的影响,有效提高模型预测推力控制的鲁棒性。最后,搭建IT-PMSL电机驱动控制系统,通过仿真和实验验证所提多分辨率模型预测推力控制的有效性。 展开更多
关键词 无铁心管状直线电机 永磁电机 多分辨率 磁链预测模型 模型预测推力控制 超螺旋滑模自适应律
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基于非线性模型预测控制的拖挂车系统泊车轨迹规划方法
9
作者 杨毅 贾博铂 +2 位作者 高亮 李岱伟 谢杉杉 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第2期179-188,共10页
拖挂车是欠驱动与非完整约束高度耦合的非线性系统,具有状态维度高、约束复杂、内部稳定性差等特点,导致其泊车轨迹规划的求解时间长。因此,设计了一种基于非线性模型预测控制的拖挂车泊车轨迹规划方法,通过融合系统多元约束,构建优化问... 拖挂车是欠驱动与非完整约束高度耦合的非线性系统,具有状态维度高、约束复杂、内部稳定性差等特点,导致其泊车轨迹规划的求解时间长。因此,设计了一种基于非线性模型预测控制的拖挂车泊车轨迹规划方法,通过融合系统多元约束,构建优化问题,规划无碰撞的泊车轨迹。为加速优化问题的求解,首先,在系统的高维状态空间中使用结合Reed-Shepp(RS)曲线的改进快速扩展随机树(RRT*-RS)进行随机采样,以RS曲线满足反向行驶的特性,找到一条近似最优路径作为优化问题热启动的参考解。然后,在求解优化问题时,选用近似平均牛顿法以节约求解时间,提升系统实时性。最后,进行了倒库泊车、侧方泊车、多障碍物等场景实验仿真验证,仿真结果表明所提方法在不同场景下均可实现拖挂车泊车快速轨迹规划,求解时间与传统内点法和序列二次规划法相比均有40%以上的提升。 展开更多
关键词 拖挂车系统 自主泊车 轨迹规划 非线性模型预测控制 近似平均牛顿法
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基于强化学习-模型预测控制(RL-MPC)的分布式储能协同一次调频控制方法
10
作者 马骞 肖亮 +4 位作者 程冰 高琴 刘春晓 朱益华 李成翔 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第8期3138-3148,共11页
为改善配电网频率特性,充分发挥分布式储能系统的快速响应优势,提出了一种基于强化学习-模型预测控制(reinforcement learning-model predictive control,RL-MPC)的分布式储能协同一次调频控制方法。首先根据分布式储能的频率响应特性... 为改善配电网频率特性,充分发挥分布式储能系统的快速响应优势,提出了一种基于强化学习-模型预测控制(reinforcement learning-model predictive control,RL-MPC)的分布式储能协同一次调频控制方法。首先根据分布式储能的频率响应特性、荷电状态(SOC)、功率控制策略,建立了含分布式储能并网的一次调频控制模型;然后通过构建分层混合控制架构,上层采用深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)动态优化MPC权重矩阵,实时感知频率偏差、变化率及储能荷电状态分布熵值,下层采用分布式MPC滚动求解多节点储能出力序列,并引入图注意力网络(graph attention network,GAT)实现通信拓扑自适应优化,降低分布式储能协同控制的计算复杂度,提升策略泛化能力;最后通过Matlab/Simulink仿真验证了所提方法能够有效提升分布式储能的一次调频响应速度和控制精度,增强电力系统的稳定性。 展开更多
关键词 分布式储能 调频 模型预测控制 强化学习 图注意力网络
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动态触发模型预测控制在含风电电力系统自动发电控制中的应用
11
作者 赵熙临 李金星 《现代电力》 北大核心 2025年第2期220-229,共10页
高比例可再生能源并网增大了电力系统的供需不确定性,需要自动发电控制(automatic generation control,AGC)方法在应对不同的调频需求时更具针对性。文中以含风电电力系统为研究对象,首先,通过构建互联电网AGC模型,分析了基于模型预测控... 高比例可再生能源并网增大了电力系统的供需不确定性,需要自动发电控制(automatic generation control,AGC)方法在应对不同的调频需求时更具针对性。文中以含风电电力系统为研究对象,首先,通过构建互联电网AGC模型,分析了基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的系统控制流程;其次,针对传统MPC在线计算复杂度过高的问题,引入条件触发策略以降低MPC执行优化计算的频次;并考虑到系统不同状态下调频需求存在的差异,设计了能跟随系统状态进行动态调整的触发规则,以获得更好调频控制效果;最后,仿真验证了所提方法在保证控制性能的基础上能有效降低系统在线计算复杂度,并在面对不同的调频需求时具有更好的系统稳定性。 展开更多
关键词 自动发电控制 风电 模型预测控制 动态触发 不确定性
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基于双扰动观测器的开关磁阻电动机模型预测控制实验平台研究
12
作者 昝小舒 朱震宇 +3 位作者 于书韵 徐瑞东 冷旭东 王怀庆 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第7期26-32,共7页
为了提高开关磁阻电动机驱动系统的控制精度,提出一种基于双扰动观测器的模型预测控制(MPC)策略。将单扰动观测器引入模型预测控制策略,实现系统低频扰动的补偿;同时,引入通信扰动观测器以实现对时延扰动补偿。基于此策略,设计出一种基... 为了提高开关磁阻电动机驱动系统的控制精度,提出一种基于双扰动观测器的模型预测控制(MPC)策略。将单扰动观测器引入模型预测控制策略,实现系统低频扰动的补偿;同时,引入通信扰动观测器以实现对时延扰动补偿。基于此策略,设计出一种基于双扰动观测器的开关磁阻实验平台,并对其进行仿真和实验验证。实验结果表明,该样机具有更好的鲁棒性和动态性能。此外,该平台有助于学生理解电力电子设备的特性及其应用,锻炼学生的实践操作能力,从而提升相关课程的教学质量。 展开更多
关键词 开关磁阻电动机 模型预测控制 双扰动观测器 实践操作
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风浪联合作用下驳船型海上浮式风机的非线性耦合模型与TMD振动控制研究
13
作者 孔凡 陈玲霜 +2 位作者 郑达成 李书进 董华 《振动工程学报》 北大核心 2025年第1期8-18,共11页
海上浮式风机是捕获深远海风能的重要装置,是风能开发的主要研究方向之一。驳船型风机多采用二维低阶简化动力学模型和非线性最小二乘参数识别方法,建立高阶耦合动力模型能更准确地反映其动力特性。本文关注驳船型海上浮式风机的多体系... 海上浮式风机是捕获深远海风能的重要装置,是风能开发的主要研究方向之一。驳船型风机多采用二维低阶简化动力学模型和非线性最小二乘参数识别方法,建立高阶耦合动力模型能更准确地反映其动力特性。本文关注驳船型海上浮式风机的多体系统,建立风浪联合作用下的16自由度耦合动力学模型,通过数值仿真验证模型的准确性。其中,利用修正的叶素动量理论计算叶片气动荷载,利用线性势流理论计算波浪荷载,采用准静态法计算系泊张力。此外,为减小驳船型海上浮式风机的结构振动,在考虑发电机转矩控制和叶片集体变桨控制的基础上,提出将双向碰撞调谐质量阻尼器置于机舱中,并引入限位装置控制振子行程。随后,通过穷举法和遗传算法进行控制参数优化。仿真分析表明,本文所建模型可准确计算驳船型海上浮式风机的动力响应;双向碰撞调谐质量阻尼器对结构振动有较好的控制效果。 展开更多
关键词 振动控制 驳船型海上浮式风机 非线性耦合模型 双向TMD 风浪联合作用
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基于模型预测控制的掺氢微能源网低碳经济调度
14
作者 王沛 张汉清 +2 位作者 杨楠 邰能灵 赵亮 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第3期1-7,23,共8页
为了实现微能源网(MEG)的低碳经济运行,抑制风光出力给系统带来的不确定性,重点考虑氢能制、储、用各环节与MEG的耦合关系,建立考虑绿电-电解-掺氢转换过程的MEG优化调度模型,提出基于深度学习的模型预测控制调度策略。通过夏、冬典型... 为了实现微能源网(MEG)的低碳经济运行,抑制风光出力给系统带来的不确定性,重点考虑氢能制、储、用各环节与MEG的耦合关系,建立考虑绿电-电解-掺氢转换过程的MEG优化调度模型,提出基于深度学习的模型预测控制调度策略。通过夏、冬典型日的仿真验证所提策略的有效性,基于多个典型场景验证氢能交互和阶梯碳价的引入可有效引导MEG低碳经济运行。参数敏感性分析结果表明,燃机掺氢比和碳基价的增大均会提高系统运行成本,有效降低系统碳排放量。 展开更多
关键词 微能源网 掺氢燃机 模型预测控制 阶梯碳交易 低碳经济调度
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基于变指数滑模的三相混合变流器模型预测电流控制研究
15
作者 马辉 陈伟涛 +2 位作者 余本领 赵军波 席磊 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第7期75-84,共10页
为降低三相混合变流器输入电流畸变率并提高系统对负载变化的鲁棒性,提出一种基于变指数趋近律滑模控制的模型预测电流控制方法。首先,在无源变流器前端串联滤波电感,以抑制总输入电流中的周期性畸变。其次,基于系统数学模型,为电压外... 为降低三相混合变流器输入电流畸变率并提高系统对负载变化的鲁棒性,提出一种基于变指数趋近律滑模控制的模型预测电流控制方法。首先,在无源变流器前端串联滤波电感,以抑制总输入电流中的周期性畸变。其次,基于系统数学模型,为电压外环设计变指数趋近律滑模控制器,显著提升了系统应对负载扰动的鲁棒性。在内环控制中,为有源变流器设计了快速最优三矢量模型预测控制器,仅需两次寻优即可确定最优矢量组合,大幅降低了计算复杂度;为无源变流器设计了一种基于三阶扩展状态观测器的输入电压观测方法,减少了传感器使用数量,同时有效提升了输入电流质量。最后,将有源变流器的预测目标设定为总输入电流,实现了三相混合变流器总输入电流的高质量控制。 展开更多
关键词 三相混合变流器 模型预测控制 滑模控制 变指数趋近律 电流畸变
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三体船的运动模型建模和减摇控制技术研究
16
作者 李传军 张思露 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第13期32-35,共4页
三体船独特的结构使其在多领域应用潜力巨大,但复杂海况下多自由度耦合运动及片体干扰带来的减摇控制难题,制约其工程应用。本研究构建考虑非线性因素的三体船运动模型,分析片体间距对流体干扰的影响规律。设计“前馈补偿+反馈调节”双... 三体船独特的结构使其在多领域应用潜力巨大,但复杂海况下多自由度耦合运动及片体干扰带来的减摇控制难题,制约其工程应用。本研究构建考虑非线性因素的三体船运动模型,分析片体间距对流体干扰的影响规律。设计“前馈补偿+反馈调节”双环减摇控制算法,前馈基于ARIMA模型预报波浪干扰,反馈采用自适应滑模控制抑制耦合运动。仿真结果表明,该算法在横摇、纵摇和垂荡控制性能上优于传统方法,为三体船减摇控制提供了有效解决方案。 展开更多
关键词 运动模型 减摇控制 三体船 前馈补偿 波浪干扰
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车辆主动悬架RBF神经网络的模型预测控制仿真研究
17
作者 顾苏怡 蒋昌华 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第3期410-414,共5页
为了提升车辆行驶的稳定性和乘坐的舒适性,提出一种基于径向基函数(RBF)神经网络的模型预测控制(MPC)系统,通过仿真验证主动悬架控制系统的有效性。创建7自由度车辆主动悬架简图,定义了车辆主动悬架动力学方程式。构建主动悬架MPC系统,... 为了提升车辆行驶的稳定性和乘坐的舒适性,提出一种基于径向基函数(RBF)神经网络的模型预测控制(MPC)系统,通过仿真验证主动悬架控制系统的有效性。创建7自由度车辆主动悬架简图,定义了车辆主动悬架动力学方程式。构建主动悬架MPC系统,利用RBF神经网络结构捕捉车辆主动悬架系统的复杂动态特性,通过对大量数据的学习和训练,能够快速建立主动悬架MPC参数,最终实现对车辆主动悬架系统的精确控制。利用Matlab软件对车辆主动悬架的车身加速度、悬架位移、轮胎位移进行仿真,评估车辆不同控制策略的行驶性能。结果显示:在路面信号激励下采用MPC,车辆主动悬架的车身加速度、悬架位移、轮胎位移变化幅度较大;采用RBF神经网络的MPC,车辆主动悬架的车身加速度、悬架位移、轮胎位移变化幅度较小。所提出的RBF神经网络MPC系统,能够增强车辆主动悬架抗干扰能力,从而保持车辆行驶的稳定性和舒适性。 展开更多
关键词 车辆 主动悬架 RBF神经网络 模型预测控制 仿真
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基于改进多矢量选择的永磁同步电机鲁棒模型预测定子磁链控制
18
作者 何静 李宗俞 吴公平 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第2期610-620,共11页
针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)传统模型预测磁链控制(model predictive control,MPFC)系统稳态误差大、参数鲁棒性较差的问题,提出了一种基于定子磁链预测误差矢量分析的永磁同步电机多电压矢量选择方法... 针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)传统模型预测磁链控制(model predictive control,MPFC)系统稳态误差大、参数鲁棒性较差的问题,提出了一种基于定子磁链预测误差矢量分析的永磁同步电机多电压矢量选择方法。首先,在两相静止坐标系下依据轴线划分扇区,制定了判断磁链误差矢量所在区域的多电压矢量选择标准。然后,采用定子磁链预测值和两相静止坐标系定子磁链价值函数计算各电压矢量作用时间,改进了传统模型预测寻优过程。此外,设计了一种考虑电阻、电感参数失配的离散滑模定子磁链观测器,进一步提升了系统的参数鲁棒性。最后,通过仿真和实验验证了本文所提预测定子磁链控制方法的有效性和可行性,系统在参数失配情况下仍具有良好的稳态性能,显著减小了定子磁链与电磁转矩脉动。 展开更多
关键词 永磁同步电机 模型预测磁链控制 多电压矢量 参数鲁棒性
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永磁同步电机双矢量模型预测控制的计算量优化方法研究
19
作者 徐奇伟 龙学汉 +3 位作者 苗轶如 王益明 涂郁潇颖 汤梦阳 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期19-30,共12页
双矢量模型预测控制策略可同时兼顾开关损耗与稳态性能,但是其矢量确定方法与占空比计算过程相对复杂,需要较大的计算量。因此,本文面向电压源型PMSM驱动系统,提出一种可降低计算量的双矢量模型预测电流控制方法。在电机稳态运行时,将... 双矢量模型预测控制策略可同时兼顾开关损耗与稳态性能,但是其矢量确定方法与占空比计算过程相对复杂,需要较大的计算量。因此,本文面向电压源型PMSM驱动系统,提出一种可降低计算量的双矢量模型预测电流控制方法。在电机稳态运行时,将第一最优矢量备选范围缩小至上一控制周期所采用的第一有效矢量及其相邻的两个矢量,再依次代入代价函数确定第一有效矢量,从而将比较次数从六次减小至三次。然后将剩余两个矢量与零矢量作为第二备选矢量,分别以q轴电流无差拍为条件计算占空比,再依次代入代价函数,确定使代价函数最小的矢量组合与占空比。最后,分别搭建仿真模型与实验平台,对所提方法的稳定性、可行性与有效性进行验证。结果表明,所提模型预测控制在平均计算时间仅为15.3μs的前提下,可取得6.57%的电流总谐波畸变率,以及±0.4 N·m的转矩脉动,与其他模型预测控制方法相比,具有最优的稳态性能。 展开更多
关键词 模型预测电流控制 低计算量 永磁同步电机 矢量选择 占空比计算
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基于占空比调制的永磁辅助同步磁阻电机模型预测转矩控制
20
作者 许爱德 胡士迈 +1 位作者 刘鑫 李新宇 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期133-143,共11页
针对永磁辅助同步磁阻电机在传统模型预测转矩控制下转矩脉动较大的问题,提出一种基于占空比调制的模型预测转矩控制方法。采用转矩滞环预筛选的方式将传统模型预测转矩控制中7个基本电压矢量预测个数降低至3个,在转矩、磁链预测环节中... 针对永磁辅助同步磁阻电机在传统模型预测转矩控制下转矩脉动较大的问题,提出一种基于占空比调制的模型预测转矩控制方法。采用转矩滞环预筛选的方式将传统模型预测转矩控制中7个基本电压矢量预测个数降低至3个,在转矩、磁链预测环节中加入反馈补偿进一步提高预测模型的准确性。依据无差拍原理计算出3个不同电压矢量对应的最优占空比。将占空比计算部分置于并联评价函数之前,结合占空比以及反馈补偿后的转矩、磁链预测值代入并联评价函数遴选出最优电压矢量及其对应占空比,通过占空比调制的方式输出最优期望电压矢量。仿真及实验结果表明,所提出的基于占空比调制的模型预测转矩控制方法可以有效抑制电机的转矩脉动,降低定子电流的谐波含量。 展开更多
关键词 永磁辅助同步磁阻电机 模型预测转矩控制 占空比调制 转矩脉动 并联评价函数
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