CN111162706B - 单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法、系统及介质 - Google Patents

单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法、系统及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法、系统及介质，方法步骤包括：采集电机定子电流和双转子位置角，通过转子位置动态选择器选出稳定控制的转子位置角，通过牛顿插值修正预测电流；根据转子位置获取转速，进行转速闭环滚动优化预测输出给定电流；引入鲁棒因子改进电流预测控制器，再将修正电流和给定电流进行动态鲁棒电流预测控制得驱动信号，采用驱动信号驱动逆变器控制盘式对转永磁电机。本发明能提升转速跟踪性能，减少参数不匹配对系统造成的影响，确保盘式对转永磁同步电机在负载不平衡下稳定运行，具有良好的鲁棒性。

Description

单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制 方法、系统及介质
技术领域
本发明涉及盘式对转永磁同步电机控制领域，具体涉及一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法、系统及介质。
背景技术
一种新型螺旋桨用驱动电机为单定子双转子盘式对转永磁同步电机，主要应用在水下航行器、轮船等推进系统。该新型螺旋桨用电机两螺旋桨相互利用涡流作为动力实现了高效节能，同时能相互抵消旋转力矩，有效避免侧滚。但也存在着技术难点，由于是只有一个驱动器和一套绕组，要保证在负载扰动和负载不平衡时的两转子同步稳定运行，是该新型螺旋桨驱动系统难题。此外，高性能水下航行器对驱动系统的稳态精度和动态性能等要求更高。永磁同步电机驱动系统中，电流环的控制特性决定了整个驱动系统的好坏。
预测控制相比于传统的矢量控制可以得到更高的动态响应性能和更好的稳态精度使电流纹波更小等优势。预测控制可以分为多种，常见的有滞环预测控制、轨迹预测控制、无差拍预测控制和模型预测控制。无差拍电流预测控制有着固定的开关频率，动态响应速度快，是目前应用最广泛的电流预测控制方法。但其控制性能过于依赖电机的模型参数，电机模型参数不准确，主要为电机电感参数不准确会影响系统性能甚至使系统发散，鲁棒性较差。此外，驱动系统中转速环传统的PI控制在转速跟踪较慢，也会影响驱动系统的动态响应性能。此外，新型对转螺旋桨用永磁同步电机与传统单定子单转子永磁同步电机有着本质的区别，传统无差拍电流预测控制，无法解决盘式对转永磁同步电机负载不平衡和参数不匹配下的稳定控制。将使得在水下航行器的应用受到限制。因此，提出一种新型对转螺旋桨用永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法十分必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法、系统及介质，本发明能提升转速跟踪性能，减少参数不匹配对系统造成的影响，确保盘式对转永磁同步电机在负载不平衡下稳定运行，具有良好的动静态性能。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法，实施步骤包括：
1)采集螺旋桨用盘式对转永磁同步电机的定子电流iabc与转子位置角θ1、θ2；
2)根据转子位置角θ1、θ2选出其一作为用于稳定控制的转子位置角θ；
3)根据转子位置角θ获取当前周期k的转速ωr(k)预测输出当前周期k的给定电流
Figure BDA0002361225740000021
4)根据定子电流iabc预测下一周期k+1的d,q轴电流值i′pd(k+1)、i′pd(k+1)；
5)引入鲁棒因子对无差拍电流预测控制器进行改进，将当前周期k的给定d,q轴电流
Figure BDA0002361225740000023
Figure BDA0002361225740000024
和修正后的下一周期k+1的d,q轴电流值i′pd(k+1)、i′pq(k+1)通过无差拍电流预测控制器进行改进无差拍电流预测控制得到下一周期k+1的d,q轴控制参考电压
Figure BDA0002361225740000025
并转化为驱动信号给整流逆变的驱动电路以控制单定子双转子盘式对转永磁同步电机。
可选地，步骤2)的详细步骤包括：
2.1)计算转子位置角θ1、θ2之间的差值θ′；
2.2)若差值θ′小于等于预设阈值α，则选择转子位置角θ1作为用于稳定控制的转子位置角θ；否则选择转子位置角θ2作为用于稳定控制的转子位置角θ。
可选地，步骤3)中预测输出给定电流
Figure BDA0002361225740000026
的函数表达式如下：
Figure BDA0002361225740000027
上式中，
Figure BDA0002361225740000028
为上一周期k-1的q轴给定电流值,
Figure BDA0002361225740000029
为最优控制增量。
可选地，步骤3)之前还包括根据优化策略
Figure BDA00023612257400000210
滚动优化获取最优控制增量
Figure BDA00023612257400000211
的步骤，其中g为性能指标函数，Δiq(k)为当前周期的q轴电流变化量，其中性能指标函数g 的函数表达式如下：
g＝λ1[ωcr(k+1)-ωpr(k+1)]2+λ2[Δiq(k)]2
上式中，λ1、λ2为加权系数，ωcr(k+1)为下一周期k+1参考转速，ωpr(k+1)为下一周期补偿转速，Δiq(k)为当前周期k的q轴电流变化量；
其中，下一周期参考转速ωcr(k+1)的参考轨迹函数表达式如下：
Figure BDA00023612257400000212
上式中，β为柔化系数；
Figure BDA00023612257400000213
为当前周期k的给定转速值，ωr(k)为当前周期k的实际转速；
其中，下一周期补偿转速ωpr(k+1)的计算函数表达式如下：
ωpr(k+1)＝ωr′(k+1)+e(k)
上式中，ωr′(k+1)为下一周期的预测转速值，e(k)为当前周期k转速实际值与预测值之间的误差。
可选地，步骤4)中预测下一周期k+1d,q轴电流值i′pd(k+1)、i′pq(k+1)的函数表达式如下：
Figure BDA0002361225740000031
上式中，id(k)和iq(k)为当前周期k的d,q轴采集实际电流，id(k-1)和iq(k-1)为上一周期k-1 的d,q轴采集实际电流，id(k-2)和iq(k-2)为上上周期k-2的d,q轴采集实际电流，h为修正系数，ξd(n)、ξq(n)为牛顿插值法的d,q轴误差电流。
可选地，牛顿插值法的d,q轴误差电流ξd(n)、ξq(n)的计算函数表达式如下：
Figure BDA0002361225740000032
上式中，id(n)和iq(n)为周期n的d,q轴采集实际电流，id(n-1)和iq(n-1)为周期n-1的d,q 轴采集实际电流，id(n-2)和iq(n-2)为周期n-2的d,q轴采集实际电流，n的范围是0到当前周期k。
可选地，步骤5)中下一周期k+1的d,q轴控制参考电压
Figure BDA0002361225740000033
的计算函数表达式如下：
Figure BDA0002361225740000034
上式中，R为电机定子电阻，Ld、Lq分别为电机d,q轴电感分量，Ts为电流采样周期，i′pd(k+1)、i′pq(k+1)分别为修正后的下一周期k+1的d,q轴电流值，id(k)、iq(k)为当前周期k的 d,q轴采集实际电流，
Figure BDA0002361225740000035
分别为下下周期k+2的d,q轴给定电流，ωe1(k)、ωe2(k) 分别是单定子双转子盘式对转永磁同步电机转子1和2的电角速度，
Figure BDA0002361225740000036
为永磁体磁链，λ和γ为权重参数，且λ+γ＝1,其中下下周期k+2的d,q轴给定电流
Figure BDA0002361225740000037
的计算函数表达式如下：
Figure BDA0002361225740000038
上式中，
Figure BDA0002361225740000039
为上一周期k-1的q轴给定电流，
Figure BDA00023612257400000310
为上上周期k-2的q轴给定电流，
Figure BDA00023612257400000311
为当前周期k的d轴给定电流且取值为0。
此外，本发明还提供一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制系统，包括转子位置角采集模块、定子电流采集模块、DSP控制器、驱动电路，所述转子位置角采集模块、定子电流采集模块的输出端分别与DSP控制器相连，所述DSP控制器的输出端通过驱动电路与受控的单定子双转子盘式对转永磁同步电机相连，所述DSP控制器被编程或配置以执行所述单定子双转子盘式对转永磁同步电机的动态鲁棒电流预测控制方法的步骤，或者所述DSP控制器连接有存储器，且该存储器上存储有被编程或配置以执行所述单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法的计算机程序。
此外，本发明还提供一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制系统，包括计算机设备，该计算机设备被编程或配置以执行所述单定子双转子盘式对转永磁同步电机的动态鲁棒电流预测控制方法的步骤，或者该计算机设备的存储器上存储有被编程或配置以执行所述单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法的计算机程序。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有被编程或配置以执行所述单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法的计算机程序。
和现有技术相比，本发明具有下述优点：
1、本发明采集盘式对转永磁同步电机的定子电流iabc与转子位置角θ1、θ2，使得控制系统在双转子负载不平衡时能稳定运行的情况下，采用转速闭环滚动优化预测对转速进行滚动优化和反馈补偿的预测控制，提升转速跟踪性能。
2、本发明改进了电流预测控制器，减少参数不匹配对系统造成的影响，使得盘式对转永磁同步电机能在负载不平衡下稳定运行，同时具有良好的鲁棒性。
附图说明
图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。
图2为本发明实施例方法的控制原理图。
图3为本发明实施例方法的转速闭环滚动优化预测控制原理图。
图4为本发明实施例系统的结构示意图。
具体实施方式
下文将以对单定子双转子盘式对转永磁同步电机加载为例，对本发明一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法进行进一步的详细说明。毫无疑问，本发明一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法，也可以适用于该类型对转永磁电机其他应用场合。
如图1和图2所示，本实施例的单定子双转子盘式对转永磁同步电机的动态电流预测控制方法的实施步骤包括：
1)采集螺旋桨用盘式对转永磁同步电机的定子电流iabc与转子位置角θ1、θ2；
2)根据转子位置角θ1、θ2选出其一作为用于稳定控制的转子位置角θ；
3)根据转子位置角θ获取当前周期k的转速ωr(k)预测输出当前周期k的给定电流
Figure BDA0002361225740000051
4)根据定子电流iabc预测下一周期k+1的d,q轴电流值i′pd(k+1)、i′pq(k+1)；
5)引入鲁棒因子对无差拍电流预测控制器进行改进，将当前周期k的给定d,q轴电流
Figure BDA0002361225740000052
Figure BDA0002361225740000053
和修正后的下一周期k+1的d,q轴电流值i′pd(k+1)、i′pq(k+1)通过无差拍电流预测控制器进行改进无差拍电流预测控制得到下一周期k+1的d,q轴控制参考电压
Figure BDA0002361225740000054
并转化为驱动信号给整流逆变的驱动电路以控制单定子双转子盘式对转永磁同步电机。
为了实现电机在负载不平衡下的不失步控制，本实施例中步骤2)的详细步骤包括：
2.1)计算转子位置角θ1、θ2之间的差值θ′；
2.2)若差值θ′小于等于预设阈值α，则选择转子位置角θ1作为用于稳定控制的转子位置角θ；否则选择转子位置角θ2作为用于稳定控制的转子位置角θ。
理想状态为，转子1负载TL1等于转子2的负载TL2，有θ1＝θ2；负载不平衡时，要使电机稳定，当负载TL1>负载TL2时，有θ1<θ2；当负载TL1<负载TL2时，有θ1>θ2，将θ1、θ2做差即差值θ′＝θ1-θ2；参见图2和图3，本实施例中步骤2是通过设计的转子位置角动态选择器41来实现的，转子位置角动态选择器41直线选择的方式如下：设定差值θ′的预设阈值α且α>0，则有：当θ′<＝α,θ＝θ1；当θ′>α,θ＝θ2。将参考旋转坐标系d轴重新定向到相应θ的转子磁链上。
本实施例中为解决驱动系统转速跟踪性能较差的问题，根据控制位置角θ和定子电流iabc，采用转速闭环滚动优化预测输出给定电流
Figure BDA0002361225740000055
本实施例中，步骤3)中预测输出给定电流
Figure BDA0002361225740000056
的函数表达式如下：
Figure BDA0002361225740000057
上式中，
Figure BDA0002361225740000058
为上一周期k-1的q轴给定电流值,
Figure BDA0002361225740000059
为最优控制增量。
参见图2，本实施例步骤3)是通过转速闭环滚动优化预测模块43(图2中简称转速闭环滚动优化预测)来实现的。参见图3转速闭环滚动优化预测模块分为三个部分，转速预测部分、参考轨迹部分以及滚动优化部分。
其中，转速预测部分的函数表达式如下：
Figure BDA00023612257400000510
上式中，ωr′(k+1)为下一周期预测转速，B和J分别为阻尼系数和转动惯量，T为转速环采样周期，Pn为电机极对数(双转子对称极对数相等)，
Figure BDA00023612257400000511
为永磁体磁链。
最优控制增量
Figure BDA00023612257400000512
是根据优化策略
Figure BDA00023612257400000513
滚动优化得到。本实施例中，步骤3) 之前还包括根据优化策略
Figure BDA00023612257400000514
滚动优化获取最优控制增量
Figure BDA00023612257400000515
的步骤，其中g为性能指标函数，Δiq(k)为当前周期的q轴电流变化量，其中性能指标函数g的函数表达式如下：
g＝λ1[ωcr(k+1)-ωpr(k+1)]2+λ2[Δiq(k)]2
上式中，λ1、λ2为加权系数，ωcr(k+1)为下一周期k+1参考转速，ωpr(k+1)为下一周期补偿转速，Δiq(k)为当前周期k的q轴电流变化量；
其中，下一周期参考转速ωcr(k+1)的参考轨迹函数表达式如下：
Figure BDA0002361225740000061
上式中，β为柔化系数；
Figure BDA0002361225740000062
为当前周期k的给定转速值，ωr(k)为当前周期k的实际转速；参考轨迹部分的函数表达式如上式所示。
其中，下一周期补偿转速ωpr(k+1)的计算函数表达式如下：
ωpr(k+1)＝ωr′(k+1)+e(k)
上式中，ωr′(k+1)为下一周期的预测转速值，e(k)为当前周期k转速实际值与预测值之间的误差。
本实施例中根据控制位置角θ和定子电流iabc，采用牛顿插值法预测出下一周期k+1的电流值i′d(k+1)、i′q(k+1)。参见图2，本实施例步骤4)是通过牛顿差值修正模块42(图2中简称为牛顿插值修正)来实现的，步骤4)中预测下一周期k+1d,q轴电流值i′pd(k+1)、i′pq(k+1)的函数表达式如下：
Figure BDA0002361225740000063
上式中，id(k)和iq(k)为当前周期k的d,q轴采集实际电流，id(k-1)和iq(k-1)为上一周期k-1 的d,q轴采集实际电流，id(k-2)和iq(k-2)为上上周期k-2的d,q轴采集实际电流，h为修正系数，ξd(n)、ξq(n)为牛顿插值法的d,q轴误差电流。
本实施例中，牛顿插值法的d,q轴误差电流ξd(n)、ξq(n)的计算函数表达式如下：
Figure BDA0002361225740000064
上式中，id(n)和iq(n)为周期n的d,q轴采集实际电流，id(n-1)和iq(n-1)为周期n-1的d,q 轴采集实际电流，id(n-2)和iq(n-2)为预测得到的周期n-2的d,q轴采集实际电流，n的范围是 0到当前周期k。
参见图2，本实施例步骤5)是通过改进电流预测控制器44来实现的。本实施例步骤5) 中引入鲁棒因子λ、γ对无差拍电流预测控制器进行改进，并将给定电流
Figure BDA0002361225740000071
和修正后电流i′pd(k+1)、i′pq(k+1)进行动态鲁棒电流预测控制，得到控制参考电压
Figure BDA0002361225740000072
步骤5)中下一周期k+1的d,q轴控制参考电压
Figure BDA0002361225740000073
的计算函数表达式如下：
Figure BDA0002361225740000074
上式中，R为电机定子电阻，Ld、Lq分别为电机d,q轴电感分量，Ts为电流采样周期，i′pd(k+1)、i′pq(k+1)分别为修正后的下一周期k+1的d,q轴电流值，id(k)、iq(k)为当前周期k的 d,q轴采集实际电流，
Figure BDA0002361225740000075
分别为下下周期k+2的d,q轴给定电流，ωe1(k)、ωe2(k) 分别是单定子双转子盘式对转永磁同步电机转子1和2的电角速度，
Figure BDA0002361225740000076
为永磁体磁链，λ和γ为权重参数，且λ+γ＝1。
本实施例中，步骤5)之前还包括生成下下个周期的d,q轴给定电流
Figure BDA0002361225740000077
的步骤，下下周期k+2的d,q轴给定电流
Figure BDA0002361225740000078
的计算函数表达式如下：
Figure BDA0002361225740000079
上式中，
Figure BDA00023612257400000710
为上一周期k-1的q轴给定电流，
Figure BDA00023612257400000711
为上上周期k-2的q轴给定电流，
Figure BDA00023612257400000712
为当前周期k的d轴给定电流且取值为0。
综上所述，本实施例一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法，通过采集电机定子电流和双转子位置角，通过转子位置动态选择器选出稳定控制的转子位置角，通过牛顿插值修正预测电流；根据转子位置获取转速，进行转速闭环滚动优化预测输出给定电流；引入鲁棒因子改进电流预测控制器，再将修正电流和给定电流进行动态鲁棒电流预测控制得驱动信号，采用驱动信号驱动逆变器控制盘式对转永磁电机。本发明能提升转速跟踪性能，减少参数不匹配对系统造成的影响，确保盘式对转永磁同步电机在负载不平衡下稳定运行，具有良好的鲁棒性。
参见图4，本实施例还提供一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制系统，该单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制系统包括转子位置角采集模块2、定子电流采集模块3、DSP控制器4、驱动电路5，所述转子位置角采集模块 2、定子电流采集模块3的输出端分别与DSP控制器4相连，DSP控制器4的输出端通过驱动电路5与受控的单定子双转子盘式对转永磁同步电机相连，所述DSP控制器4被编程或配置以执行前述单定子双转子盘式对转永磁同步电机的动态鲁棒电流预测控制方法的步骤，或者所述DSP控制器4连接有存储器，且该存储器上存储有被编程或配置以执行前述单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法的计算机程序。
其中，转子位置角采集模块2用于采集转子位置角θ1、θ2给DSP控制器4。定子电流采集模块3用于采集定子电流iabc给DSP控制器4。DSP控制器4用于通过转子位置角采集模块2、定子电流采集模块3采集电流和转子位置，执行本实施例中上位机写入的固化程序得到驱动指令，并将驱动指令给驱动电路5。本实施例中，驱动电路5由IGBT等器件构成的整流逆变电路，与DSP控制器4和单定子双转子盘式对转永磁同步电机相连，用于执行本实施例中DSP控制器4的指令来驱动控制单定子双转子盘式对转永磁同步电机。参见图4，图4中所示的单定子双转子盘式对转永磁同步电机带两个负载驱动系统，两负载驱动系统通过轴联器与单定子双转子盘式对转永磁同步电机连接，单定子双转子盘式对转永磁同步电机的定子绕组分别与驱动电路5连接，用于执行本实施例单定子双转子盘式对转永磁同步电机的动态鲁棒电流预测控制方法。上位机1与DSP控制器4相连，通过CCS编程软件将控制算法编程程序写入DSP控制器4。DSP控制器4根据转子位置角采集模块2、定子电流采集模块3产生驱动信号，运行上位机1写入的控制程序生成驱动信号，驱动与单定子双转子盘式对转永磁同步电机连接的驱动电路5以控制单定子双转子盘式对转永磁同步电机。
此外，本实施例还提供一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制系统，包括计算机设备，该计算机设备被编程或配置以执行前述单定子双转子盘式对转永磁同步电机的动态鲁棒电流预测控制方法的步骤，或者该计算机设备的存储器上存储有被编程或配置以执行前述单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法的计算机程序。此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有被编程或配置以执行前述单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法的计算机程序。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法，其特征在于，实施步骤包括：
1)采集单定子双转子盘式对转永磁同步电机的定子电流iabc与转子位置角θ1、θ2；
2)根据转子位置角θ1、θ2选出其一作为用于稳定控制的转子位置角θ；
3)根据转子位置角θ获取当前周期k的转速ωr(k)预测输出当前周期k的给定电流
Figure FDA0002989177870000011
4)根据定子电流iabc预测下一周期k+1的d,q轴电流值i′pd(k+1)、i′pq(k+1)；
5)引入鲁棒因子对无差拍电流预测控制器进行改进，将当前周期k的给定d,q轴电流
Figure FDA0002989177870000012
Figure FDA0002989177870000013
和修正后的下一周期k+1的d,q轴电流值i′pd(k+1)、i′pq(k+1)通过无差拍电流预测控制器进行改进无差拍电流预测控制得到下一周期k+1的d,q轴控制参考电压
Figure FDA0002989177870000014
并转化为驱动信号给整流逆变的驱动电路以控制单定子双转子盘式对转永磁同步电机；且下一周期k+1的d,q轴控制参考电压
Figure FDA0002989177870000015
的计算函数表达式如下：
Figure FDA0002989177870000016
上式中，R为电机定子电阻，Ld、Lq分别为电机d,q轴电感分量，Ts为电流采样周期，i′pd(k+1)、i′pq(k+1)分别为修正后的下一周期k+1的d,q轴电流值，id(k)、iq(k)为当前周期k的d,q轴采集实际电流，
Figure FDA0002989177870000017
分别为下下周期k+2的d,q轴给定电流，ωe1(k)、ωe2(k)分别是单定子双转子盘式对转永磁同步电机转子1和2的电角速度，
Figure FDA0002989177870000018
为永磁体磁链，λ和γ为引入的鲁棒因子，且λ+γ＝1,其中下下周期k+2的d,q轴给定电流
Figure FDA0002989177870000019
的计算函数表达式如下：
Figure FDA00029891778700000110
上式中，
Figure FDA00029891778700000111
为上一周期k-1的q轴给定电流，
Figure FDA00029891778700000112
为上上周期k-2的q轴给定电流，
Figure FDA00029891778700000113
为当前周期k的d轴给定电流且取值为0。
2.根据权利要求1所述的单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法，其特征在于，步骤2)的详细步骤包括：
2.1)计算转子位置角θ1、θ2之间的差值θ′；
2.2)若差值θ′小于等于预设阈值α，则选择转子位置角θ1作为用于稳定控制的转子位置角θ；否则选择转子位置角θ2作为用于稳定控制的转子位置角θ。
3.根据权利要求1所述的单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法，其特征在于，步骤3)中预测输出给定电流
Figure FDA0002989177870000021
的函数表达式如下：
Figure FDA0002989177870000022
上式中，
Figure FDA0002989177870000023
为上一周期k-1的给定q轴电流值,
Figure FDA0002989177870000024
为最优控制增量。
4.根据权利要求3所述的单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法，其特征在于，步骤3)之前还包括根据优化策略
Figure FDA0002989177870000025
滚动优化获取最优控制增量
Figure FDA0002989177870000026
的步骤，其中g为性能指标函数，Δiq(k)为当前周期的q轴电流变化量，其中性能指标函数g的函数表达式如下：
g＝λ1[ωcr(k+1)-ωpr(k+1)]2+λ2[Δiq(k)]2
上式中，λ1、λ2为加权系数，ωcr(k+1)为下一周期k+1参考转速，ωpr(k+1)为下一周期补偿转速，Δiq(k)为当前周期k的q轴电流变化量；
其中，下一周期参考转速ωcr(k+1)的参考轨迹函数表达式如下：
Figure FDA0002989177870000027
上式中，β为柔化系数；
Figure FDA0002989177870000028
为当前周期k的给定转速值，ωr(k)为当前周期k的实际转速；
其中，下一周期补偿转速ωpr(k+1)的计算函数表达式如下：
ωpr(k+1)＝ω′r(k+1)+e(k)
上式中，ω′r(k+1)为下一周期的预测转速值，e(k)为当前周期k转速实际值与预测值之间的误差。
5.根据权利要求1所述的单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法，其特征在于，步骤4)中预测下一周期k+1d,q轴电流值i′pd(k+1)、i′pq(k+1)的函数表达式如下：
Figure FDA0002989177870000029
上式中，id(k)和iq(k)为当前周期k的d,q轴采集实际电流，id(k-1)和iq(k-1)为上一周期k-1的d,q轴采集实际电流，id(k-2)和iq(k-2)为上上周期k-2的d,q轴采集实际电流，h为修正系数，ξd(n)、ξq(n)为周期n牛顿插值法的d,q轴误差电流。
6.根据权利要求5所述的单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法，其特征在于，周期n牛顿插值法的d,q轴误差电流ξd(n)、ξq(n)的计算函数表达式如下：
Figure FDA0002989177870000031
上式中，id(n)和iq(n)为周期n的d,q轴采集实际电流，id(n-1)和iq(n-1)为周期n-1的d,q轴采集实际电流，id(n-2)和iq(n-2)为周期n-2的d,q轴采集实际电流，n的范围是0到当前周期k。
7.一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制系统，其特征在于，包括转子位置角采集模块(2)、定子电流采集模块(3)、DSP控制器(4)、驱动电路(5)，所述转子位置角采集模块(2)、定子电流采集模块(3)的输出端分别与DSP控制器(4)相连，所述DSP控制器(4)的输出端通过驱动电路(5)与受控的单定子双转子盘式对转永磁同步电机相连，所述DSP控制器(4)被编程或配置以执行权利要求1～6中任意一项所述单定子双转子盘式对转永磁同步电机的动态鲁棒电流预测控制方法的步骤，或者所述DSP控制器(4)连接有存储器，且该存储器上存储有被编程或配置以执行权利要求1～6中任意一项所述单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法的计算机程序。
8.一种单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制系统，包括计算机设备，其特征在于，该计算机设备被编程或配置以执行权利要求1～6中任意一项所述单定子双转子盘式对转永磁同步电机的动态鲁棒电流预测控制方法的步骤，或者该计算机设备的存储器上存储有被编程或配置以执行权利要求1～6中任意一项所述单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法的计算机程序。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有被编程或配置以执行权利要求1～6中任意一项所述单定子双转子盘式对转永磁同步电机动态鲁棒电流预测控制方法的计算机程序。
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