PMSM驱动的广义预测前馈控制器提升动态性能

本文主要探讨了PMSM（永磁同步电机）驱动器中的硬性约束问题，这些问题包括电机电流的强力限制和驱动系统的动态性能优化。针对这些挑战，研究者提出了一个广义预测（GPC）极点配置前馈控制算法。GPC是一种先进的控制策略，它通过将前馈控制的结果作为其极点来设计控制策略，这种设计使得GPC仅在极点附近发挥增强作用，从而有效地补充和改善前馈控制的局限。 前馈控制在电机驱动系统中通常用于提供快速响应和减少稳态误差，但它可能无法处理所有的非线性和不确定性。GPC通过预测未来状态并提前调整控制输入，能够更好地应对这些复杂情况。在该算法中，通过精心选择合适的惩罚矩阵，确保了GPC在关键区域提供额外的控制力，这有助于提高整体系统的性能。 文章以一台10.7千瓦的实际样机为平台，进行了实验验证。实验结果对比了GPC前馈链路数字化控制器与传统PI矢量控制的效果。结果显示，基于GPC的控制器在保证强大的电机电流限制的同时，显著提升了驱动系统的动态性能，尤其是在面对瞬态负载变化时，其优越性更为明显。 作者宋绍楼和朱玉，分别来自辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，他们的研究聚焦于工业过程控制与优化、计算机测控技术以及节能型电力电子技术等领域。他们通过这篇论文，不仅展示了GPC在PMSM驱动器控制中的实用价值，还为该领域的工程师们提供了一种创新且有效的解决方案。 这篇文章的核心知识点包括PMSM驱动器控制的最新进展、广义预测控制原理的应用、极点配置策略的重要性、前馈控制与GPC的集成及其在实际系统中的性能提升。这对于理解现代电机驱动系统的设计优化，特别是在高功率和高性能要求下的控制策略选择具有重要的参考价值。