一種新型GPC算法及其在PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制中的實現(xiàn)概要

1、QX Ml-W«a» GPt：算注及其左PMSM A»轉(zhuǎn)矩15制中的實現(xiàn)nr 負(fù)絃 Fta1icsmoa. < m wa> e««A. eutvMnauMMwM im.bhm im AMA4«HTa« tHAR.«««r cam «f CR ISA Aa>K«at»na wAs»i«iati«QR <Kt«MOc actwMeesnw.”丿人>ut鼠>” nr* “" o 2M&l

2、t;»'A New GPC Alorthm and Its Imptomcrtattan mDrecf Tg«e Control of PMS*4s>l. . ；："Ml ww. i. 4 > mu« Hfmim m m > * . w _ 5«W4 *«4 vA hi. J i* !»* A aW » we J «4 fnrfMR «U .»«、' «MU>. amto. y>«4I fcr W GR.twJ

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9、7;i !«“ *心>/.U»E» .<4111 >.釘O'権 、 2.3 -! '. ' IO» "/ I #，770 表 3 哈爾4 濱理工大學(xué)學(xué) 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2艮 第16卷電機(jī)不同運行時段的參數(shù)變化 運行時段參數(shù)新購置轉(zhuǎn)子磁鏈轉(zhuǎn)動慣量W f 1.2 艸長時間運行后 W f 0. 7 W f J 2控制器響應(yīng)PI控制器響應(yīng) 速 度環(huán)GPC控制器在動態(tài)性能方面的優(yōu)勢在3 5文，等中已有詳細(xì)闡述， 在此不再贅述.圖5給出速度環(huán)GPC控

10、制器與PI控制器的比較，從該圖可很明顯 的看出GPC控制器在參考轉(zhuǎn)速、負(fù)載轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化時的動態(tài)性能優(yōu)于 PI控制器（調(diào)節(jié)時間較 慢的原因是：GPC控制器所設(shè)定的最大電磁轉(zhuǎn)矩小 于PI控制器），但其響應(yīng)脈動較大，穩(wěn)態(tài)性能差強人 意，且程序運行時間相對較長.1.81.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 （轉(zhuǎn)速 /103rpm 0 0.1 0.2 0.3 0.4時間 /s 0.5 0.6 0.70.8圖5速度環(huán)GPC控制器與PI控制器響應(yīng)的比較 圖6所示中，放大的三個部分 分別是：系統(tǒng)動態(tài)0. 1s突然加大負(fù)載的響應(yīng)過程及系統(tǒng)穩(wěn)調(diào)節(jié)過程、態(tài)響應(yīng).由該圖可看出改進(jìn)

11、后的GPC控制器具有更 好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)響應(yīng).表4給出了本文所述的三種 控制器的各項性能指標(biāo)的對比.表4為取00. 08s期間系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)經(jīng)過運 算所得的結(jié)果.其中，調(diào)節(jié)時間取系統(tǒng)響應(yīng)脈動小于 0. 1%的參 考速所用時間.而運行時間則為Simulink模型仿真0. 8s所用時間.實驗結(jié)果表 明：本文所提出的改進(jìn)的GPC算法具有超調(diào)量小、調(diào)節(jié)時間短、穩(wěn)態(tài)誤差小、 運行時間相對較短，相對于PI控制及傳統(tǒng)的GPC控制更加 適用于高精確度的實 際工程項中.1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 (新購置長期運行后 正常情況 轉(zhuǎn)速/103rpm 0.1 0.

12、2 0.3 0.4時間/s 0.5 0.6 0.7 0.8圖3速度環(huán)PI控制器參數(shù)變化響 應(yīng)曲線 實驗2 :傳統(tǒng)GPC控制器與改進(jìn)的GPC控制器 的比較.轉(zhuǎn)速/103rpm傳 統(tǒng)GPC本文改進(jìn)的GPC I = 3,給定s = 0. 8 ,實驗電機(jī)參數(shù)如表1所示，分別運 行傳統(tǒng)GPC控制器下的DTC系統(tǒng)及改進(jìn)的GPC控制器下的DTC系統(tǒng)，得到的 速度響應(yīng)曲線如 圖6所示.1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2(正常情況 長期 運行后 新購置0.1 0.2 0.3 0.4時間/s 0.5 0.6 0.7 0.8轉(zhuǎn)速/103rpm圖6表4類型PI傳 統(tǒng)G

13、PC與改進(jìn)GPC的比較各種控制器的性能指標(biāo)對比 穩(wěn)態(tài)誤差0. 188 8 4. 569 1 0. 107 8 運行時間 / s 10 58 18超調(diào)量 / ( % )調(diào)節(jié)時間 / s 2. 61 1.59 1.23 0. 0571> 0. 08 0. 033 2 0.1 0.2 0.3 0.4寸間 /s 0.5 0.6 0.7 0.8 GPC改進(jìn) GPC 圖 4 速度環(huán) GPC控制器參數(shù)變化響應(yīng)曲線第5期林瑞全等：一種新型GPC算法及其在PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制中的實現(xiàn)71 4 HASSAINE S , MOREAU S , OGAB C , et al. Robust Speed Con-

14、4吉語 trol of PMSM using Gen eralized Predictive and Direct Torque Con trol Tech niq uesC / / IEEE Tran s. On In dustrial Electro nics, Vi2007 : 1213 1218. go,Spain, 5陳書錦，李華德，胡廣大.基于廣義預(yù)測算法的直接轉(zhuǎn)矩控制.系統(tǒng)仿真學(xué)報，2008 , 20 ( 2 ) : 437 439 , 454.仿真J 6楊承志，.重慶大孫棣華，張長勝.系統(tǒng)辨識與自適應(yīng)控制M 2009 : 69 71.學(xué)出版社，7 H P威魯麥特.車輛動力學(xué)模型

15、及其方法M .北京：北京理1998 : 78 91.工大學(xué)出版社，8楊兵，孫德 敏，弓岱偉.改進(jìn)的GPC算法及其在火電機(jī)組的應(yīng)2006 , 18 ( 6 ) : 1688 1691 , 1695.用J.系統(tǒng)仿真學(xué)報，9陳志旺，劉文龍，劉志輝.廣 義預(yù)測控制逆矩陣Toeplitz變換的J.儀器儀表學(xué)報，2010 , 30 ( 7 ): 1626 2631.快速算法10 WANG Y , ZHOU D , GAO F , et al.,Gen eralized Predictive Con trol of Lin ear Systems with Actuator Arrearage Faults

16、J. Journal of Process Controj 2009 , 19 ( 5 ): 803 815. 11WANG D , ROMAGNOLI J A . Robust Model Predictive Control J . ControlEnDesign Using a Generalized Objective Function gineering Practice 2009 , 17(9 ) : 1076 1088.12童一飛，金曉明.基于廣義預(yù)測控制的循環(huán)流化床鍋爐燃燒.中國電機(jī)工程學(xué)報，2010，30過程多目標(biāo)優(yōu)化控制策略J(11 ) : 38 43.考慮傳統(tǒng)廣義預(yù)測控制

17、器在預(yù)測長度較短的情PI控制器魯棒性不強等況下動態(tài)及穩(wěn)態(tài)性能較差，本文提出一種與階梯式廣義預(yù)測控制算法 相缺點，結(jié)合的分段式的新型廣義預(yù)測控制算法，仿真結(jié)果 表明，在永磁同步電動機(jī)基于預(yù)期電壓SVPWM直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中利用該算法設(shè)計的速度環(huán)控制 器具有較強 的參數(shù)變化魯棒性，且動態(tài)及穩(wěn)態(tài)性能 良好.參考文獻(xiàn)：1 RAHMAN M A，HOQUE M A .'Online AdaptiveArtificial Neural NetworkBased Vector Control of Permanent Magnet Synchro IEEE Trans. On Energy Conv

18、ersion, 1998， 13 nous Motors J( 4 ) : 311 318. 2王成元，.北京：機(jī)夏加寬，孫宜標(biāo)，等.現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)M 2009 : 30 35.械工業(yè)出版社，3 KENNEL R，A. Linder，Predictive Control of Inverter Supplied EC / / Proc. of the Conference on Power Electronlectrical Drives2000 : 761 766. ics Specialists Galway，Ireland,(編輯： 付長纓)檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪

19、檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 檪檪檪檪檪檪檪檪檪(上接第64頁)行了計算和仿真，并生成相應(yīng)VHDL語言，下載到FPGA中實現(xiàn).這種設(shè)計方法不僅節(jié)約時間、效率高，而且 拓寬了編程的靈活性， 方便了程序的升級和 修正，提高了程序的可移植性.同時在FPGA中實現(xiàn)數(shù)字濾波處理，充分利用了 FPGA并行快速處理特，點增強了 監(jiān)測節(jié)點的數(shù)據(jù)處理能力，提高了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸效率，在結(jié)構(gòu)健康監(jiān) 測系統(tǒng)的應(yīng)用中證明了其有效性.參考文獻(xiàn)：1張志剛.FPGA與SOPC設(shè)計教程M .西安：西安電子科技大2007 : 10 12.學(xué)出版，2尚 盈等.基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的大型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)J.數(shù)2009，24(2 ) : 254 258.據(jù)采集與處理，3蔡愛杰，耿振亞.無線傳感器網(wǎng) 絡(luò)數(shù)據(jù)信道BCH碼編譯的設(shè)J.哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報，2010， 15 ( 4 ): 23 29.計4羅韓君，劉