CN109586632B - 一种用于永磁同步电机的模型预测控制方法、装置及设备 - Google Patents

一种用于永磁同步电机的模型预测控制方法、装置及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于永磁同步电机的模型预测控制方法，首先可以选定第一有效电压矢量作用于永磁同步电机，此后，在一个控制周期中第一有效电压矢量作用于永磁同步电机的作用时间外的其余时间，选用第二有效电压矢量替代现有技术的零序电压矢量作用于永磁同步电机，由于一个控制周期内作用于永磁同步电机的电压矢量都为有效电压矢量，永磁同步电机输出的电流值也更接近期望电流值，即降低了永磁同步电机输出的电流值与期望电流值之间的误差，避免了对永磁同步电机伺服系统的稳态性能产生影响。此外，本发明实施例还公开了一种用于永磁同步电机的模型预测控制装置、设备及计算机可读存储介质，效果如上。

Description

一种用于永磁同步电机的模型预测控制方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及变频电源技术领域，特别涉及一种用于永磁同步电机的模型预测控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
永磁同步电机(permanent magnet syn-chronous machine，PMSM)具有扭矩大、高功率密度、高效率、动态响应快等优势，因此广泛的应用于伺服系统、机器人驱动等领域。
永磁同步电机的控制方法主要有PI调节器、滑模变结构控制、滞环控制和模型预测控制(model predictive control，MPC)等，相比于PI调节器、滑模变结构控制和滞环控制，模型预测控制简单、动态性能好，具有非线性与限制性诸多优点，在功率变换器和交流电机驱动等方面为一种有前景的控制技术。
目前，永磁同步电机伺服系统的模型预测控制实现方式为由永磁同步电机模型和逆变器模型构建永磁同步电机伺服系统的预测模型，当控制器接收到信号采集设备采集的当前永磁同步电机的指令电流、反馈电流、反馈电角度和电角速度时，首先会基于预测模型预测出下一时刻永磁同步电机的电流值，然后通过评价函数选择该电流值的d轴和q轴电流误差最小的评价函数对应的有效电压矢量，在一个控制周期内该有效电压矢量作用于永磁同步电机一段时间，该控制周期的其余时间由零序电压矢量作用于永磁同步电机。但是采用该种方法，一个控制周期内，当零序电压矢量作用于永磁同步电机时，永磁同步电机输出的电流值与期望电流值的误差较大，永磁同步电机伺服系统的稳态性能较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于永磁同步电机的模型预测控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质，在一个控制周期内，减小了永磁同步电机输出的电流值与期望电流值的误差，提高了永磁同步电机伺服系统的稳态性能。
为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
第一，本发明实施例提供了一种用于永磁同步电机的模型预测控制方法，包括：
获取当前时刻永磁同步电机的定子侧的三相电流值、电角速度和逆变器输出的多个电压矢量，并将所述三相电流值经过Clark变换和Park变换得到d轴电流值和q轴电流值；
将所述d轴电流值、所述q轴电流值、所述电角速度和各所述电压矢量输入至预先建立的永磁同步电机的预测模型，得到多个预测电流值；
利用评价函数对各所述预测电流值进行评价，选取使所述评价函数的评价结果最小的电压矢量作为第一有效电压矢量；
根据各所述电压矢量确定所述逆变器的实际电压矢量；
建立所述实际电压矢量与所述第一有效电压矢量、第二有效电压矢量、控制周期和所述第一有效电压矢量的作用时间在d轴和q轴的等式关系；
根据所述等式关系求解所述第二有效电压矢量和所述作用时间，并将所述第一有效电压矢量、所述第二有效电压矢量和所述作用时间输入至所述永磁同步电机；
所述建立所述实际电压矢量与所述第一有效电压矢量、第二有效电压矢量、控制周期和所述第一有效电压矢量的作用时间在d轴和q轴的等式关系包括：
将所述实际电压矢量和所述第一有效电压矢量在dq双相旋转坐标系下进行分解得到实际电压矢量d轴分量、实际电压矢量q轴分量、第一有效电压矢量d轴分量和第一有效电压矢量q轴分量；
建立所述实际电压矢量d轴分量与所述第一有效电压矢量d轴分量、第二有效电压矢量d轴分量、所述控制周期和所述作用时间之间的第一等式关系；
建立所述实际电压矢量q轴分量与所述第一有效电压矢量q轴分量、第二有效电压矢量q轴分量、所述控制周期和所述作用时间之间的第二等式关系；
其中，所述等式关系包括所述第一等式关系和所述第二等式关系；
所述第一等式关系和所述第二等式关系具体采用下式表示：
Vq＝Vq1*t1+Vq2*(Ts-t1)
Vd＝Vd1*t1+Vd2*(Ts-t1)
其中，所述Vq为所述实际电压矢量q轴分量，所述Vd为所述实际电压矢量d轴分量，所述Vq1为所述第一有效电压矢量q轴分量，所述Vq2为所述第二有效电压矢量q轴分量，所述Vd1为所述第一有效电压矢量d轴分量，所述Vd2为所述第二有效电压矢量d轴分量，所述t1为所述作用时间，所述Ts为所述控制周期。
可选的，所述利用评价函数对各所述预测电流值进行评价具体为：
以预测电流值为自变量、所述预测电流值与期望电流值之间的差值为因变量，确定所述自变量、所述期望电流值和所述因变量之间的等式关系为所述评价函数；
将各所述预测电流值作为所述自变量，计算所述评价函数的结果以对各所述预测电流值进行评价。
可选的，所述根据各所述电压矢量确定所述逆变器的实际电压矢量包括：
将各所述电压矢量进行矢量合成得到所述实际电压矢量。
第二，本发明实施例提供了一种用于永磁同步电机的模型预测控制装置，包括：
获取模块，用于获取当前时刻永磁同步电机的定子侧的三相电流值、电角速度和逆变器输出的多个电压矢量，并将所述定子三相电流值经过Clark变换和Park变换得到d轴电流值和q轴电流值；
预测模块，用于将所述d轴电流值、所述q轴电流值、所述电角速度和各所述电压矢量输入至预先建立的永磁同步电机的预测模型，得到多个预测电流值；
评价模块，用于利用评价函数对各所述预测电流值进行评价，选取使评价函数最小的电压矢量作为第一有效电压矢量；
确定模块，用于根据各所述电压矢量确定所述逆变器的实际电压矢量；
建立模块，用于建立所述实际电压矢量与所述第一有效电压矢量、第二有效电压矢量、控制周期和所述第一有效电压矢量的作用时间在d轴和q轴的等式关系；
求解模块，用于根据所述等式关系求解所述第二有效电压矢量和所述作用时间，并将所述第一有效电压矢量、所述第二有效电压矢量和所述作用时间输入至所述永磁同步电机；
所述建立模块包括：
分解单元，用于将所述实际电压矢量和所述第一有效电压矢量在dq双相旋转坐标系下进行分解得到实际电压矢量d轴分量、实际电压矢量q轴分量、第一有效电压矢量d轴分量和第一有效电压矢量q轴分量；
第一建立单元，用于建立所述实际电压矢量d轴分量与所述第一有效电压矢量d轴分量、第二有效电压矢量d轴分量、所述控制周期和所述作用时间之间的第一等式关系；
第二建立单元，用于建立所述实际电压矢量q轴分量与所述第一有效电压矢量q轴分量、第二有效电压矢量q轴分量、所述控制周期和所述作用时间之间的第二等式关系，其中，所述等式关系包括所述第一等式关系和所述第二等式关系；
所述第一等式关系和所述第二等式关系具体采用下式表示：
Vq＝Vq1*t1+Vq2*(Ts-t1)
Vd＝Vd1*t1+Vd2*(Ts-t1)
其中，所述Vq为所述实际电压矢量q轴分量，所述Vd为所述实际电压矢量d轴分量，所述Vq1为所述第一有效电压矢量q轴分量，所述Vq2为所述第二有效电压矢量q轴分量，所述Vd1为所述第一有效电压矢量d轴分量，所述Vd2为所述第二有效电压矢量d轴分量，所述t1为所述作用时间，所述Ts为所述控制周期。
可选的，所述评价模块包括：
确定单元，用于以预测电流值为自变量、所述预测电流值与期望电流值之间的差值为因变量，确定所述自变量、所述期望电流值和所述因变量之间的等式关系为所述评价函数；
计算单元，用于将各所述预测电流值作为所述自变量，计算所述评价函数的结果以对各所述预测电流值进行评价。
第三，本发明实施例提供了一种用于永磁同步电机的模型预测控制设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序以实现以上任一种提到的用于永磁同步电机的模型预测控制方法的步骤。
第四，本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任一种所述的用于永磁同步电机的模型预测控制方法的步骤。
本发明实施例提供的一种用于永磁同步电机的模型预测控制方法，将获取到的三相电流值、角速度和逆变器输出的多个电压矢量输入至预先建立的永磁同步电机的预测模型，得到多个预测电流值，为了保证从多个预测电流值中选取与实际电流值最接近的预测电流值，可以选用评价函数对各个预测电流值进行评价，评价函数的评价结果最小的预测电流值对应有最小电压矢量，将最小电压矢量作为第一有效电压矢量作用于永磁同步电机，此后，在一个控制周期中第一有效电压矢量作用于永磁同步电机的作用时间外的其余时间，选用第二有效电压矢量替代现有技术的零序电压矢量作用于永磁同步电机，由于一个控制周期内作用于永磁同步电机的电压矢量都为有效电压矢量，永磁同步电机输出的电流值也更接近期望电流值，即降低了永磁同步电机输出的电流值与期望电流值之间的误差，提高了永磁同步电机伺服系统的稳态性能。此外，本发明实施例还公开了一种用于永磁同步电机的模型预测控制装置、设备及计算机可读存储介质，效果如上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种用于永磁同步电机的模型预测控制方法流程示意图；
图2为本发明实施例公开的一种用于永磁同步电机的模型预测控制装置结构示意图；
图3为本发明实施例公开的一种用于永磁同步电机的模型预测控制设备结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种用于永磁同步电机的模型预测控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质，在一个控制周期内，减小了永磁同步电机输出的电流值与期望电流值的误差，提高了电机的稳态性能。
现有技术中，对永磁同步电机的模型预测控制方法，在一个控制周期内，将选取的有效电压矢量和零序电压矢量作用于永磁同步电机，即在一段时内，由有效电压矢量作用于永磁同步电机，在剩余时间内，由零序电压矢量作用于永磁同步电机。其中，零序电压矢量作用于永磁同步电机中时，永磁同步电机的q轴电流的斜率s0可以采用下式计算：
Figure GDA0002554865180000061
其中，Rs为永磁同步电机的定子侧的电阻值，Ls为永磁同步电机的定子侧的电感值，id为永磁同步电机的电流d轴分量，iq为永磁同步电机的电流q轴分量，ωr为永磁同步电机的转子电角速度，ψf为永磁同步电机中永磁体的磁链，ωre为转子的机械角速度。
当有效电压矢量作用于永磁同步电机时，永磁同步电机的q轴电流的斜率可以采用下式表示：
Figure GDA0002554865180000062
其中，uqi为第i个有效电压矢量q轴分量。
由以上两个式子可知，在零电压矢量作用于永磁同步电机时，永磁同步电机的q轴电流的斜率为负，如此，在零电压矢量作用于永磁同步电机时，永磁同步电机输出的电流值与期望电流值之间的误差较大，因此，在一个控制周期内，如何选择有效电压矢量作用于永磁同步电机以减小零电压矢量作用于永磁同步电机而导致的电流误差大的问题。
基于此，本申请提出了以下技术方案，请参见图1，图1为本发明实施例公开的一种用于永磁同步电机的模型预测控制方法流程示意图，包括：
S101：获取当前时刻永磁同步电机的定子侧的三相电流值、电角速度和逆变器输出的多个电压矢量，并将三相电流值经过Clark变换和Park变换得到d轴电流值和q轴电流值。
具体的，本实施例中，永磁同步电机的定子侧的三相电流值可以由霍尔传感器采集，电角速度值可以由编码器采集。经过霍尔传感器采集的三相电流值为abc静止坐标系下的三相电流值，为了便于永磁同步电机的预测模型预测永磁同步电机的电流值，可以将abc静止坐标系下的三相电流值利用Clark变换和Park变换即得到dq双相旋转坐标系下的d轴分量和q轴分量。Clark变换和Park变换均可以参见现有技术。
逆变器输出的多个电压矢量是由多个开关量进行组合后得到的，多个开关量是由逆变器的结构进行确定的，逆变器的驱动PMSM电路也可以参见现有技术。
S102：将d轴电流值、q轴电流值、电角速度和各电压矢量输入至预先建立的永磁同步电机的预测模型，得到多个预测电流值。
具体的，本实施例中，预先建立的永磁同步电机的预测模型具体可以采用下式表示：
Figure GDA0002554865180000071
Figure GDA0002554865180000072
其中，Rs为永磁同步电机的定子侧的电阻值，Ls为永磁同步电机的定子侧的电感值，ωre为永磁同步电机的转子的机械角速度，ψf为永磁同步电机中永磁体的磁链，Vsd(x)为d轴永磁同步电机的定子侧的电压值，Vsq(x)为k时刻q轴永磁同步电机的定子侧的电压值，isd(k)为k时刻d轴永磁同步电机的定子侧的三相电流值，isq(k)为k时刻q轴永磁同步电机的定子侧的三相电流值。ip sd(k+1)[x]为k+1时刻d轴永磁同步电机的定子侧的预测电流值，ip sd(k+1)[x]为k+1时刻q轴永磁同步电机的定子侧的预测电流值，x为开关量的状态。
上式中，Vsd(x)和Vsq(x)可以采用下式计算：
Figure GDA0002554865180000081
Figure GDA0002554865180000082
本发明实施例中，由于逆变器的开关量x的状态可以有七种，对应的，逆变器输出的电压矢量和对应的预测电流值也为七种，此部分内容可以参见现有技术。
S103：利用评价函数对各预测电流值进行评价，选取使评价函数的评价结果最小的电压矢量作为第一有效电压矢量。
具体的，本实施例中，评价函数是对预测电流值是否接近期望电流值的评价，可以优选为以下步骤：
以预测电流值为自变量、预测电流值与期望电流值之间的差值为因变量，确定自变量、期望电流值和因变量之间的等式关系为评价函数；
将各预测电流值作为自变量，计算评价函数的结果以对各预测电流值进行评价。
具体的，本实施例中，当预测电流值与期望电流值之间的差值越小，则说明评价函数的评价结果值越小，此时选取评价函数的评价结果值最小的预测电流值对应的电压矢量作为第一有效电压矢量。
S104：根据各电压矢量确定逆变器的实际电压矢量。
具体的，本实施例中，实际电压矢量可以是多个电压矢量进行合成得到的。
S105：建立实际电压矢量与第一有效电压矢量、第二有效电压矢量、控制周期和第一有效电压矢量的作用时间在d轴和q轴的等式关系。
具体的，本步骤主要是对第二有效电压矢量和第一有效电压矢量的作用时间进行求解，然后利用求解出的作用时间和整个控制周期的时间求解第二有效电压矢量的作用时间。具体步骤如下：
将实际电压矢量和第一有效电压矢量在dq双相旋转坐标系下进行分解得到实际电压矢量d轴分量、实际电压矢量q轴分量、第一有效电压矢量d轴分量和第一有效电压矢量q轴分量；
建立实际电压矢量d轴分量与第一有效电压矢量d轴分量、第二有效电压矢量d轴分量、控制周期和作用时间之间的第一等式关系；
建立实际电压矢量q轴分量与第一有效电压矢量q轴分量、第二有效电压矢量q轴分量、控制周期和作用时间之间的第二等式关系；
其中，等式关系包括第一等式关系和第二等式关系。
在求解出第二有效电压矢量d轴分量和第二有效电压矢量q轴分量后，可以将两个分裂进行合成得到第二有效电压矢量，求解出第一有效电压矢量的作用时间后，利用控制周期的总时长减去第一有效电压矢量的作用时间便为第二有效电压矢量的作用时间。
对于第一等式关系和第二等式关系，具体可以采用下式表示：
Vq＝Vq1*t1+Vq2*(Ts-t1)
Vd＝Vd1*t1+Vd2*(Ts-t1)
其中，Vq为实际电压矢量q轴分量，Vd为实际电压矢量d轴分量，Vq1为第一有效电压矢量q轴分量，Vq2为第二有效电压矢量q轴分量，Vd1为第一有效电压矢量d轴分量，Vd2为第二有效电压矢量d轴分量，t1为作用时间，Ts为控制周期。
S106：根据等式关系求解第二有效电压矢量和作用时间，并将第一有效电压矢量、第二有效电压矢量和作用时间输入至永磁同步电机。
由于求解出的第一有效电压矢量和第二有效电压矢量都为与使评价函数的评价结果最优的预测电流值对应的电压矢量，而评价函数的评价结果最优体现在预测电流值与期望电流值之间的误差较小。因此，将第一有效电压矢量、第二有效电压矢量和各自对应作用于永磁同步电机的作用时间输入至永磁同步电机，永磁同步电机实际输出的电流值与期望电流值之间的误差也较小。
本实施例公开的一种用于永磁同步电机的模型预测控制方法，将获取到的三相电流值、角速度和逆变器输出的多个电压矢量输入至预先建立的永磁同步电机的预测模型，得到多个预测电流值，为了保证从多个预测电流值中选取与实际电流值最接近的预测电流值，可以选用评价函数对各个预测电流值进行评价，评价函数的评价结果最小的预测电流值对应有最小电压矢量，将最小电压矢量作为第一有效电压矢量作用于永磁同步电机，此后，在一个控制周期中第一有效电压矢量作用于永磁同步电机的作用时间外的其余时间，选用第二有效电压矢量替代现有技术的零序电压矢量作用于永磁同步电机，由于一个控制周期内作用于永磁同步电机的电压矢量都为有效电压矢量，永磁同步电机输出的电流值也更接近期望电流值，即降低了永磁同步电机输出的电流值与期望电流值之间的误差，提高了永磁同步电机伺服系统的稳态性能。
下面对本发明实施例公开的一种用于永磁同步电机的模型预测控制装置进行介绍，请参见图2，图2为本发明实施例公开的一种用于永磁同步电机的模型预测控制装置结构示意图，该装置包括：
获取模块201，用于获取当前时刻永磁同步电机的定子侧的三相电流值、电角速度和逆变器输出的多个电压矢量，并将定子三相电流值经过Clark变换和Park变换得到d轴电流值和q轴电流值；
预测模块202，用于将d轴电流值、q轴电流值、电角速度和各电压矢量输入至预先建立的永磁同步电机的预测模型，得到多个预测电流值；
评价模块203，用于利用评价函数对各预测电流值进行评价，选取使评价函数最小的电压矢量作为第一有效电压矢量；
确定模块204，用于根据各电压矢量确定逆变器的实际电压矢量；
建立模块205，用于建立实际电压矢量与第一有效电压矢量、第二有效电压矢量、控制周期和第一有效电压矢量的作用时间在d轴和q轴的等式关系；
求解模块206，用于根据等式关系求解第二有效电压矢量和作用时间，并将第一有效电压矢量、第二有效电压矢量和作用时间输入至永磁同步电机。
本发明实施例公开的一种用于永磁同步电机的模型预测控制装置，将获取到的三相电流值、角速度和逆变器输出的多个电压矢量输入至预先建立的永磁同步电机的预测模型，得到多个预测电流值，为了保证从多个预测电流值中选取与实际电流值最接近的预测电流值，可以选用评价函数对各个预测电流值进行评价，评价函数的评价结果最小的预测电流值对应有最小电压矢量，将最小电压矢量作为第一有效电压矢量作用于永磁同步电机，此后，在一个控制周期中第一有效电压矢量作用于永磁同步电机的作用时间外的其余时间，选用第二有效电压矢量替代现有技术的零序电压矢量作用于永磁同步电机，由于一个控制周期内作用于永磁同步电机的电压矢量都为有效电压矢量，永磁同步电机输出的电流值也更接近期望电流值，即降低了永磁同步电机输出的电流值与期望电流值之间的误差，提高了永磁同步电机伺服系统的稳态性能。
基于上述实施例，作为可选的实施例，评价模块203包括：
确定单元，用于以预测电流值为自变量、预测电流值与期望电流值之间的差值为因变量，确定自变量、期望电流值和因变量之间的等式关系为评价函数；
计算单元，用于将各预测电流值作为自变量，计算评价函数的结果以对各预测电流值进行评价。
基于上述实施例，作为可选的实施例，建立模块205包括：
分解单元，用于将实际电压矢量和第一有效电压矢量在dq双相旋转坐标系下进行分解得到实际电压矢量d轴分量、实际电压矢量q轴分量、第一有效电压矢量d轴分量和第一有效电压矢量q轴分量；
第一建立单元，用于建立实际电压矢量d轴分量与第一有效电压矢量d轴分量、第二有效电压矢量d轴分量、控制周期和作用时间之间的第一等式关系；
第二建立单元，用于建立实际电压矢量q轴分量与第一有效电压矢量q轴分量、第二有效电压矢量q轴分量、控制周期和作用时间之间的第二等式关系，其中，等式关系包括第一等式关系和第二等式关系。
请参见图3，图3为本发明实施例提供的一种用于永磁同步电机的模型预测控制设备结构示意图，包括：
存储器301，用于存储计算机程序；
处理器302，用于执行存储器中存储的计算机程序以实现以上任一实施例提到的用于永磁同步电机的模型预测控制方法的步骤。
本实施例提供的一种用于永磁同步电机的模型预测控制设备，由于可以通过处理器调用存储器存储的计算机程序，实现如上述任一实施例提供的用于永磁同步电机的模型预测控制方法的步骤，所以本计算机可读存储介质具有同上述用于永磁同步电机的模型预测控制方法同样的实际效果。
为了更好地理解本方案，本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任一实施例提到的用于永磁同步电机的模型预测控制方法的步骤。
本实施例提供的计算机可读存储介质，由于可以通过处理器调用计算机可读存储介质存储的计算机程序，实现如上述任一实施例提供的用于永磁同步电机的模型预测控制方法的步骤，所以本计算机可读存储介质具有同上述用于永磁同步电机的模型预测控制方法同样的实际效果。
以上对本申请所提供一种用于永磁同步电机的模型预测控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

Claims (7)

1.一种用于永磁同步电机的模型预测控制方法，其特征在于，包括：
获取当前时刻永磁同步电机的定子侧的三相电流值、电角速度和逆变器输出的多个电压矢量，并将所述三相电流值经过Clark变换和Park变换得到d轴电流值和q轴电流值；
将所述d轴电流值、所述q轴电流值、所述电角速度和各所述电压矢量输入至预先建立的永磁同步电机的预测模型，得到多个预测电流值；
利用评价函数对各所述预测电流值进行评价，选取使所述评价函数的评价结果最小的电压矢量作为第一有效电压矢量；
根据各所述电压矢量确定所述逆变器的实际电压矢量；
建立所述实际电压矢量与所述第一有效电压矢量、第二有效电压矢量、控制周期和所述第一有效电压矢量的作用时间在d轴和q轴的等式关系；
根据所述等式关系求解所述第二有效电压矢量和所述作用时间，并将所述第一有效电压矢量、所述第二有效电压矢量和所述作用时间输入至所述永磁同步电机；
所述建立所述实际电压矢量与所述第一有效电压矢量、第二有效电压矢量、控制周期和所述第一有效电压矢量的作用时间在d轴和q轴的等式关系包括：
将所述实际电压矢量和所述第一有效电压矢量在dq双相旋转坐标系下进行分解得到实际电压矢量d轴分量、实际电压矢量q轴分量、第一有效电压矢量d轴分量和第一有效电压矢量q轴分量；
建立所述实际电压矢量d轴分量与所述第一有效电压矢量d轴分量、第二有效电压矢量d轴分量、所述控制周期和所述作用时间之间的第一等式关系；
建立所述实际电压矢量q轴分量与所述第一有效电压矢量q轴分量、第二有效电压矢量q轴分量、所述控制周期和所述作用时间之间的第二等式关系；
其中，所述等式关系包括所述第一等式关系和所述第二等式关系；
所述第一等式关系和所述第二等式关系具体采用下式表示：
Vq＝Vq1*t1+Vq2*(Ts-t1)
Vd＝Vd1*t1+Vd2*(Ts-t1)
其中，所述Vq为所述实际电压矢量q轴分量，所述Vd为所述实际电压矢量d轴分量，所述Vq1为所述第一有效电压矢量q轴分量，所述Vq2为所述第二有效电压矢量q轴分量，所述Vd1为所述第一有效电压矢量d轴分量，所述Vd2为所述第二有效电压矢量d轴分量，所述t1为所述作用时间，所述Ts为所述控制周期。
2.根据权利要求1所述的用于永磁同步电机的模型预测控制方法，其特征在于，所述利用评价函数对各所述预测电流值进行评价具体为：
以预测电流值为自变量、所述预测电流值与期望电流值之间的差值为因变量，确定所述自变量、所述期望电流值和所述因变量之间的等式关系为所述评价函数；
将各所述预测电流值作为所述自变量，计算所述评价函数的结果以对各所述预测电流值进行评价。
3.根据权利要求2所述的用于永磁同步电机的模型预测控制方法，其特征在于，所述根据各所述电压矢量确定所述逆变器的实际电压矢量包括：
将各所述电压矢量进行矢量合成得到所述实际电压矢量。
4.一种用于永磁同步电机的模型预测控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取当前时刻永磁同步电机的定子侧的三相电流值、电角速度和逆变器输出的多个电压矢量，并将所述定子三相电流值经过Clark变换和Park变换得到d轴电流值和q轴电流值；
预测模块，用于将所述d轴电流值、所述q轴电流值、所述电角速度和各所述电压矢量输入至预先建立的永磁同步电机的预测模型，得到多个预测电流值；
评价模块，用于利用评价函数对各所述预测电流值进行评价，选取使评价函数最小的电压矢量作为第一有效电压矢量；
确定模块，用于根据各所述电压矢量确定所述逆变器的实际电压矢量；
建立模块，用于建立所述实际电压矢量与所述第一有效电压矢量、第二有效电压矢量、控制周期和所述第一有效电压矢量的作用时间在d轴和q轴的等式关系；
求解模块，用于根据所述等式关系求解所述第二有效电压矢量和所述作用时间，并将所述第一有效电压矢量、所述第二有效电压矢量和所述作用时间输入至所述永磁同步电机；
所述建立模块包括：
分解单元，用于将所述实际电压矢量和所述第一有效电压矢量在dq双相旋转坐标系下进行分解得到实际电压矢量d轴分量、实际电压矢量q轴分量、第一有效电压矢量d轴分量和第一有效电压矢量q轴分量；
第一建立单元，用于建立所述实际电压矢量d轴分量与所述第一有效电压矢量d轴分量、第二有效电压矢量d轴分量、所述控制周期和所述作用时间之间的第一等式关系；
第二建立单元，用于建立所述实际电压矢量q轴分量与所述第一有效电压矢量q轴分量、第二有效电压矢量q轴分量、所述控制周期和所述作用时间之间的第二等式关系，其中，所述等式关系包括所述第一等式关系和所述第二等式关系；
所述第一等式关系和所述第二等式关系具体采用下式表示：
Vq＝Vq1*t1+Vq2*(Ts-t1)
Vd＝Vd1*t1+Vd2*(Ts-t1)
其中，所述Vq为所述实际电压矢量q轴分量，所述Vd为所述实际电压矢量d轴分量，所述Vq1为所述第一有效电压矢量q轴分量，所述Vq2为所述第二有效电压矢量q轴分量，所述Vd1为所述第一有效电压矢量d轴分量，所述Vd2为所述第二有效电压矢量d轴分量，所述t1为所述作用时间，所述Ts为所述控制周期。
5.根据权利要求4所述的用于永磁同步电机的模型预测控制装置，其特征在于，所述评价模块包括：
确定单元，用于以预测电流值为自变量、所述预测电流值与期望电流值之间的差值为因变量，确定所述自变量、所述期望电流值和所述因变量之间的等式关系为所述评价函数；
计算单元，用于将各所述预测电流值作为所述自变量，计算所述评价函数的结果以对各所述预测电流值进行评价。
6.一种用于永磁同步电机的模型预测控制设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序以实现如权利要求1至3任一项所述的用于永磁同步电机的模型预测控制方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求1至3任一项所述的用于永磁同步电机的模型预测控制方法的步骤。
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