基于FPGA的永磁同步电机零计算延迟扩张控制集模型预测电流控制

作     者：杨辰宇 刘凯 胡铭觐 花为 YANG Chenyu;LIU Kai;HU Mingjin;HUA Wei

作者机构：东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 

基　　金：江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金(重点项目)(BE2022032-1) 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (PROCEEDINGS OF THE CHINESE SOCIETY FOR ELECTRICAL ENGINEERING)

年 卷 期：2024年第44卷第S01期

页      码：264-273页

摘      要：该文基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA),为永磁同步电机驱动提出一种扩张控制集模型预测电流控制策略(model predictive current control,MPCC)。由于在每个控制周期内只有8个基本电压矢量可供选择,传统有限控制集模型预测电流控制(finite control set MPCC,FCS-MPCC)稳态性能较低。为此,文中采用具有818个可选矢量的ECS来实现更精细的电压输出。为减轻因电压矢量大幅增加而带来的计算负担,设计一种简化的最优矢量搜索策略,且可推广用于其他多目标成本函数。基于算法固有并行性,将所提ECS-MPCC方法在FPGA中进行实现,使电流环总控制时间缩短至0.59μs,从而可以消除计算延迟,提高电流环动态性能。最后,通过仿真和实验,验证所提ECS-MPCC策略的有效性。实验结果表明,与传统FCS-MPCC相比,ECS-MPCC的相电流总谐波失真降低77%。

主 题 词：模型预测控制 扩张控制集 零计算延迟 现场可编程门阵列实施 永磁同步电机 

学科分类：080801[080801] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13334/j.0258-8013.pcsee.231653

馆 藏 号：203155732...