基于模型预测控制的异步电机电流调节器设计
随着电机控制技术的不断进步,对于电机电流调节器的设计提出了更高的要求。传统的 PI 调节器设
计主要依赖于电机参数,对于参数变化的鲁棒性较差。针对这一问题,本文提出了一种基于模型预测
控制(MPC)设计的电流调节器,旨在提高电流调节的精度和鲁棒性。
一、引言
电机电流调节器是电机控制系统中的核心部分,其性能直接影响到电机的运行效果。传统的 PI 调节
器设计主要依赖于电机参数,当电机参数发生变化时,PI 调节器的性能会受到影响。为了解决这一问
题,本文引入了模型预测控制(MPC)思想,设计了一种基于 MPC 的电流调节器。
二、基于 MPC 的电流调节器设计
1. 模型预测控制(MPC)简介
模型预测控制是一种基于模型的优化控制方法,通过预测未来系统状态来实现最优控制。在电机控制
领域中,MPC 已经被广泛应用于速度控制、位置控制等方面,取得了良好的效果。
2. 基于 MPC 的电流调节器设计思路
本文提出的基于 MPC 的电流调节器设计,首先建立异步电机的数学模型,然后根据模型预测未来电流
的变化趋势,通过优化算法求解出最优控制量,从而实现电流的精确调节。
3. 电流调节器设计过程
(1)建立异步电机的数学模型:根据异步电机的运行原理,建立其数学模型,包括电压方程、磁链
方程、转矩方程等。
(2)设计模型预测控制器:根据建立的数学模型,设计模型预测控制器,通过预测未来电流的变化
趋势,求解出最优控制量。
(3)设计电流调节器:将模型预测控制器与电流环控制器相结合,设计出基于 MPC 的电流调节器。
三、实验结果与分析
为了验证基于 MPC 设计的电流调节器的性能,进行了变参(变互感和变定子电阻)验证实验。实验结
果表明,基于 MPC 设计的电流调节器具有很好的参数鲁棒性,在不同参数下均能保持良好的性能。
四、通用性分析