基于显式模型预测控制的PMSM驱动系统设计

简介：
本研究聚焦于开发一种基于显式模型预测控制（EMPC）的永磁同步电机（PMSM）驱动系统。通过优化算法实现高效能与高精度控制，适用于工业自动化领域中对动态响应和能源效率有严格要求的应用场景。 永磁同步电动机（PMSM）的电流矢量控制性能会受到交叉耦合、施加延迟及参数失配等因素的影响。为解决这些问题，本段落提出了一种基于模型预测控制算法的电流控制策略。该策略利用了MPC的预测状态来减少输出延时对去耦效果的影响，并通过结合多变量系统和系统约束的优势，有效应对实际操作中的电流与电压限制问题，确保良好的电流跟踪性能。 由于在线MPC计算量较大，在运动控制系统中难以满足实时性要求，因此本段落采用了显式模型预测控制（EMPC）。该方法在离线阶段利用多参数二次规划(mp-QP)解决优化问题，并且在实际运行过程中只需根据当前状态查询表即可得到仿射形式的最优控制律。仿真结果显示，此方法能够很好地满足系统约束条件并具备良好的动态、静态性能及抗干扰能力。