CN111969914B - 永磁同步电机无差拍电流预测控制方法及设备、存储介质 - Google Patents

永磁同步电机无差拍电流预测控制方法及设备、存储介质 Download PDF

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CN111969914B CN202010706194.2A CN202010706194A CN111969914B CN 111969914 B CN111969914 B CN 111969914B CN 202010706194 A CN202010706194 A CN 202010706194A CN 111969914 B CN111969914 B CN 111969914B
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Abstract

本说明书一个或多个实施例提供一种永磁同步电机无差拍电流预测控制方法及设备、存储介质，判断永磁同步电机是否进入动态；若是，则确定永磁同步电机的动态预测参考电压；根据动态预测参考电压，确定与动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量；将基本电压矢量对应的动态控制脉冲信号发送给逆变器，以使逆变器基于动态控制脉冲信号向永磁同步电机输出动态控制电压；在对永磁同步电机进行控制时，如果判定永磁同步电机的工作状态处于动态，通过采用与动态适应的电流预测控制方法对永磁同步电机进行控制，以使永磁同步电机对动态做出更快的适应，提高了永磁同步电机的动态响应能力。

Description

永磁同步电机无差拍电流预测控制方法及设备、存储介质
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及永磁同步电机技术领域，尤其涉及永磁同步电机无差拍电流预测控制方法及设备、存储介质。
背景技术
近年来，永磁同步电机由于其效率高、运行可靠、控制性能好的优点被广泛应用于工业领域。为了实现快速的转矩响应和高性能运行，永磁同步电机调速系统经常采用高性能电流控制。
预测电流控制可采用无差拍电流预测控制，传统的无差拍预测控制主要思想是计算在一个周期后达到期望电流所需的电压，然后使用SVM计算占空比，再经脉宽调制将期望电压转换为开关序列；但是传统的无差拍预测控制动态响应能力差。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种永磁同步电机无差拍电流预测控制方法及设备、存储介质，以解决传统无差拍电流预测控制方法动态响应能力差的问题。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种永磁同步电机无差拍电流预测控制方法，其特征在于，所述方法包括：判断永磁同步电机是否进入动态；若是，则确定所述永磁同步电机的动态预测参考电压；根据所述动态预测参考电压，确定与所述动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量；将所述基本电压矢量对应的动态控制脉冲信号发送给逆变器，以使所述逆变器基于所述动态控制脉冲信号向所述永磁同步电机输出动态控制电压。
可选地，所述判断永磁同步电机是否进入动态，包括：获取所述永磁同步电机在当前时刻的第一参考转速及在上一时刻的第二参考转速；判断所述第一参考转速与所述第二参考转速的差值的绝对值是否大于零；若是，则判定所述永磁同步电机进入动态；
相应的，所述确定所述永磁同步电机的动态预测参考电压，包括：获取所述永磁同步电机在当前时刻的第一电机角度和第一相电流；根据所述第一电机角度，确定所述永磁同步电机在当前时刻的第一转速；根据所述第一转速，确定所述永磁同步电机在当前时刻的第一参考电流；根据所述第一参考电流、所述第一电机转速以及所述第一相电流，确定所述永磁同步电机的动态预测参考电压。
可选地，所述判断永磁同步电机是否进入动态，包括：获取所述永磁同步电机在当前时刻的第一电机角度和第一相电流；根据所述第一电机角度，确定所述永磁同步电机在当前时刻的第一转速；根据所述第一转速，确定所述永磁同步电机在当前时刻的第一参考电流；获取所述永磁同步电机在上一时刻的第二电机角度和第二相电流；根据所述第二电机角度，确定所述永磁同步电机在上一时刻的第二转速；根据所述第二转速，确定所述永磁同步电机在上一时刻的第二参考电流；判断所述第一参考电流和所述第二参考电流的差值的绝对值是否大于预设误差带阈值；若是，则判定所述永磁同步电机进入动态；
相应的，所述确定所述永磁同步电机的动态预测参考电压，包括：根据所述第一参考电流、所述第一电机转速以及所述第一相电流，确定所述永磁同步电机的动态预测参考电压。
可选地，在判定所述永磁同步电机进入动态的步骤后，还包括：获取所述永磁同步电机在当前时刻的第一参考转速及在上一时刻的第二参考转速；确定所述第一参考转速与所述第二参考转速的差值的绝对值；若所述绝对值大于零，则判定是由所述永磁同步电机的参考转速改变而引起所述永磁同步电机进入动态；若所述绝对值等于零，则判定是由系统中加入扰动或负载突变而引起所述永磁同步电机进入动态。
可选地，所述根据所述动态预测参考电压，确定与所述动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量，包括：对所述动态预测参考电压进行坐标变换，确定坐标变换后的所述动态预测参考电压在基本空间电压矢量分布图中的位置；根据所述动态预测参考电压在基本空间电压矢量分布图中的位置，确定至少一个备选的基本电压矢量，并选取与所述动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量。
可选地，所述方法还包括：判断所述永磁同步电机是否结束动态；若判定所述永磁同步电机结束动态，则确定基本空间电压矢量分布图中各基本电压矢量的占空比；选取三个基本电压矢量并分别确定三个基本电压矢量对应的开关序列，其中，所述三个基本电压矢量包括两个有效电压矢量和一个零矢量；基于所述三个基本电压矢量及所述开关序列确定稳态预测参考电压矢量；将所述稳态预测参考电压矢量对应的稳态控制脉冲信号发送给逆变器，以使所述逆变器基于所述稳态控制脉冲信号向所述永磁同步电机输出稳态控制电压。
可选地，所述方法还包括：若判定所述永磁同步电机未结束动态，则执行确定所述永磁同步电机的动态预测参考电压的步骤。
可选地，所述判断所述永磁同步电机是否结束动态，包括：获取所述永磁同步电机在判断时刻的第三参考电流；获取所述永磁同步电机在判断时刻之前的多个动态采样时刻的相电流平均值；判断所述第三参考电流与所述相电流平均值的差值的绝对值是否小于或等于预设误差带阈值；若是，则判定所述永磁同步电机结束动态；若否，则判定所述永磁同步电机未结束动态。
基于相同的目的，本说明书一个或多个实施例还提供了一种设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时执行：
判断永磁同步电机是否进入动态；
若是，则确定所述永磁同步电机的动态预测参考电压；
根据所述动态预测参考电压，确定与所述动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量；
将所述基本电压矢量对应的动态控制脉冲信号发送给逆变器，以使所述逆变器基于所述动态控制脉冲信号向所述永磁同步电机输出动态控制电压。
基于相同的目的，本说明书一个或多个实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本说明书第一方面任一所述方法。
从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的永磁同步电机无差拍电流预测控制方法及设备、存储介质，在进行无差拍电流预测控制时，首先判断永磁同步电机是否进入动态，如果经判定永磁同步电机进入动态，则确定永磁同步电机的动态预测参考电压，并确定与动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量，最后将与确定的基本电压矢量对应的动态控制脉冲信号发送给逆变器，逆变器接收该动态控制脉冲信号后依次向永磁同步电机输出动态控制电压。在对永磁同步电机进行控制时，如果判定永磁同步电机的工作状态处于动态，通过采用与动态适应的电流预测控制方法对永磁同步电机进行控制，以使永磁同步电机对动态做出更快的适应，提高了永磁同步电机的动态响应能力。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个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说明书一个或多个实施例，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为本说明书一个或多个实施例提供的永磁同步电机无差拍电流预测控制方法的流程示意图；
图2为本说明书一个或多个实施例提供的两电平逆变器基本空间电压矢量分布示意图；
图3为本说明书一个或多个实施例提供的另一永磁同步电机无差拍电流预测控制方法的流程示意图；
图4为本说明书永磁同步电机无差拍电流预测控制方法的结构示意框图；
图5为本说明书一个或多个实施例提供的又一永磁同步电机无差拍电流预测控制方法的流程示意图；
图6为本说明书一个或多个实施例提供的确定与动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量时基本空间电压矢量分布图的扇区划分示意图；
图7为本说明书提供的无差拍电流预测控制方法与传统无差拍电流预测控制方法的控制系统动态性能对比图；
图8为本说明书提供的无差拍电流预测控制方法与传统无差拍电流预测控制方法的控制系统稳态性能对比图；
图9为本说明书提供的无差拍电流预测控制方法与传统无差拍电流预测控制方法的控制系统动态响应能力性能对比图；
图10为本说明书提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
近年来，永磁同步电机由于其效率高、运行可靠、控制性能好的优点被广泛应用于工业领域。为了实现快速的转矩响应和高性能运行，永磁同步电机调速系统经常采用高性能电流控制，如矢量控制(FOC)，直接转矩控制 (DTC)和预测电流控制。FOC采用PI控制对电流进行控制，稳态控制精度高且开关频率固定，但是PMSM是一个强非线性系统，PI控制的动态性能受到限制。DTC采用滞环控制，控制结构简单，动态响应快，但滞环比较器不可避免的会带来转矩脉动大的问题，电流纹波也比较大。基于离散模型的预测电流控制相比于FOC和DTC拥有好的动态性能和稳态性能，它的主要目标是在尽可能短的瞬态间隔时间内，高精度的控制瞬时定子电流。
预测电流控制可分为无差拍电流预测控制和直接预测控制，直接预测控制又可称为模型预测控制(MPC)。预测电流控制是根据系统的数学模型和电机和逆变器固有的离散特性预测未来行为，并计算出最优的逆变器开关状态。模型预测控制通过价值函数最小化选取最优开关状态，其控制变量直接是逆变器的开关状态，所以电流的动态响应快，但由于仅仅是将电流误差最小化，不能准确的达到期望电流，存在较大的电流纹波。传统的无差拍预测控制主要思想是计算在一个周期后达到期望电流所需的电压，然后使用SVM 计算占空比，再经脉宽调制将期望电压转换为开关序列；但是传统的无差拍预测控制对动态的响应能力差。
为了解决上述问题，本说明书提供了一种永磁同步电机无差拍电流预测控制方法及设备、存储介质；采用该控制方法在进行无差拍电流预测控制时，首先判断永磁同步电机是否进入动态，如果经判定永磁同步电机进入动态，则确定永磁同步电机的动态预测参考电压，并确定与动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量，最后将与确定的基本电压矢量对应的动态控制脉冲信号发送给逆变器，逆变器接收该动态控制脉冲信号后依次向永磁同步电机输出动态控制电压。该方法可以应用于计算机、平板电脑、智能手机、PAD等电子设备，具体不做限定。
为了便于理解，下面结合附图对该永磁同步电机无差拍电流预测控制方法及设备、存储介质进行详细说明。
图1为本说明书提供的永磁同步电机无差拍电流预测控制方法，该方法包括：
S11、判断永磁同步电机是否进入动态；
S12、若是，则确定永磁同步电机的动态预测参考电压；
S13、根据动态预测参考电压，确定与动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量；
S14、将基本电压矢量对应的动态控制脉冲信号发送给逆变器，以使逆变器基于动态控制脉冲信号向永磁同步电机输出动态控制电压。
在实际应用中，永磁同步电机进入动态是指永磁同步电机在电机转速发生改变或系统中加入扰动或系统负载变化时，永磁同步电机发生动态响应，在电机转速改变或加入扰动或系统负载变化的状况下运行的状态。与永磁同步电机处于动态相对应的是永磁同步电机处于稳态；在实际的控制系统中，稳态并不是绝对的稳态，而是永磁同步电机的各项变量参数维持在一定范围内变化的过程；例如，永磁同步电机的电机角度、转速以及相电流等变量擦书均在一定范围内变化，具体不做限定。
动态预测参考电压指的是永磁同步电机进入动态时，为了计算使永磁同步电机适应动态运行预期需要向永磁同步电机输出电压大小时，用来参考的电压，动态预测参考电压与动态时最终向永磁同步电机输出的动态控制电压大小相近。
基本电压矢量为基本空间电压矢量，对于用于驱动永磁同步电机的两电平逆变器，主要部分由6个功率开关器件组成，同一桥臂的上下两个功率开关器件互补导通，即可产生不同的输出电压。故而，6个开关器件能够得到 8种不同的开关状态组合，即可以得到逆变器能够输出的所有电压矢量；两电平逆变器能够输出的基本电压矢量如图2所示：u1(100)代表电压矢量号， (100)表示该电压矢量对应的开关状态，1代表上桥臂开关器件导通，0代表下桥臂开关器件导通；8个开关组合对应8个基本电压矢量，逆变器的输出电压采用8个基本电压矢量，在空间中表现为正六边形的旋转磁场，任一参考电压都可由8个基本电压矢量合成。
动态控制脉冲信号指为了使永磁同步电机适应动态运行而形成的作用于逆变器的控制脉冲信号，控制脉冲信号控制逆变器向永磁同步电机输出动态控制电压。动态控制脉冲信号包括两电平逆变器结构中功率开关器件的六路驱动脉冲。动态控制电压为由永磁同步电机处于动态时，逆变器直接向永磁同步电机输出的电压，与动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量的大小等于动态控制电压的大小。
在对永磁同步电机进行无差拍电流预设控制时，为了更好的对永磁同步电机进行电流预测控制，需要判断永磁同步电机是否进入了动态；如果经判断该永磁同步电机进入动态，则为了使得永磁同步电机能够适应动态，则需要确定永磁同步电机的动态预测参考电压；确定永磁同步电机的动态预测参考电压后，需要进一步基于两电平逆变器基本空间电压矢量分布情况确定与该动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量；最后将上述确定的基本电压矢量对应的动态控制脉冲信号发送给逆变器，逆变器接收动态控制脉冲信号后根据该动态控制脉冲信号向永磁同步电机输出动态控制电压。
关于永磁同步电机是否进入动态的判断方法、如何确定永磁同步电机的动态预测参考电压方法以及如何确定与该动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量的方法，后续将会进行详细说明，在此不再赘述。
在实际应用中，如果经判断永磁同步电机未进入动态，则继续采用传统的无差拍空间矢量调制技术，确定稳态预测参考电压矢量，并将稳态预测参考电压矢量对应的稳态控制脉冲信号发送给逆变器，逆变器接收该稳态控制脉冲信号后根据该稳态控制脉冲信号向永磁同步电机输出电压。
由于永磁同步电机的电机转速、系统中扰动或系统负载有可能随时发生变化，则为了保证系统及永磁同步电机的正常运转，需要每间隔一段时间循环上述无差拍电流预测控制方法判断永磁同步电机是否进入动态，若判定进入动态则执行相应的动态调控方法，将间隔的时间称为采样周期，即每隔一个采样周期循环上述无差拍电流预测控制方法，采样周期可以是20微秒、 30微秒或50微秒等，具体不做限定。
可以理解的是，在对永磁同步电机进行控制时，如果判定永磁同步电机的工作状态处于动态，通过采用与动态适应的电流预测控制方法对永磁同步电机进行控制，以使永磁同步电机对动态做出更快的适应，提高了永磁同步电机的动态响应能力。如果判定永磁同步电机的工作状态不是处于动态，即永磁同步电机的工作状态处于与动态相对的稳态，则继续采用传统的无差拍空间矢量调制技术进行电流预测控制，以使永磁同步电机继续适应稳态，从而通过采用该电流预测控制方法对永磁同步电机进行控制时，永磁同步电机既具有良好的动态响应能力，又具有良好的稳态响应能力，提高了永磁电机的运行效率。
图3为本说明书提供的另一个永磁同步电机无差拍电流预测控制方法的流程示意图；在实际应用中，永磁同步电机在电机参考转速发生改变时，参考速度的变化经速度环PI控制器后也会引起参考电流的变化，从而进入动态；则，如图3所示，在一些可能的实施方式中，判断永磁同步电机是否进入动态，包括：
获取永磁同步电机在当前时刻的第一参考转速及在上一时刻的第二参考转速；
判断第一参考转速与第二参考转速的差值的绝对值是否大于零；
若是，则判定永磁同步电机进入动态；
相应的，确定永磁同步电机的动态预测参考电压，包括：
获取永磁同步电机在当前时刻的第一电机角度和第一相电流；
根据第一电机角度，确定永磁同步电机在当前时刻的第一转速；
根据第一转速，确定永磁同步电机在当前时刻的第一参考电流；
根据第一参考电流、第一电机转速以及第一相电流，确定永磁同步电机的动态预测参考电压。
在实际应用中，为了保证永磁同步电机的正常运转，需要每隔一个采样周期循环采用无差拍电流预测控制方法对永磁同步电机进行调控，为了便于区分，可以将每次实施该无差拍电流预测控制方法进行采样的时刻设置为当前时刻，将与当前时刻间隔一个采样周期的上次采样的时刻设置为上一时刻。
参考转速指的是设定的预期永磁同步电机的转子的转动速度；为了便于区分，可以将当前时刻的参考转速设置为第一参考转速，将上一时刻的参考转速设置为第二参考转速，具体不做限定。参考电流指的是预期永磁同步电机能够达到的电流；为了便于区分，可以将当前时刻的参考电流设置为第一参考电流，具体不做限定。电机角度为采用编码器采样获得的永磁同步电机的转动角度，基于电机角度进行微分计算可以获得永磁同步电机的转速，即永磁同步电机的实际转动速度，为了便于区分，可以将当前时刻的电机角度设置为第一电机角度，将基于当前时刻的电机角度获得的当前时刻的转速设置为第一转速。相电流为采用电流传感器采样得到的永磁同步电机的实际电流，为了便于区分，可以将当前时刻的相电流设置为第一相电流。
为了判断永磁同步电机是否进入动态，可以首先分别获得永磁同步电机在当前时刻的第一参考转速和在上一时刻的第二参考转速，然后确定第一参考转速和第二参考转速的差值的绝对值，当第一参考转速和第二参考转速的差值的绝对值为大于零时即第一参考转速和第二参考转速不相同时，则可以判定永磁同步电机进入动态；如果第一参考转速和第二参考转速的差值的绝对值为零即第一参考转速和第二参考转速相同时，则继续采用参考电流判断永磁同步是否进入动态，若采用参考电流判断永磁同步电机未进入动态，则判定永磁同步电机处于稳态。关于采用参考电流判断永磁同步电机是否进入动态的方法后续将会进行详细说明，在此不再赘述。
相应的，如果经判定永磁同步电机进入动态，则为了提高永磁同步电机的动态响应能力，需要确定永磁同步电机的动态预测参考电压。如图4所示，获取永磁同步电机的动态预测参考电压时，首先经编码器采样获得永磁同步电机在当前时刻的第一电机角度θ、将电流传感器采样获得永磁同步电机在当前时刻的第一相电流idq(k)；然后基于第一电机角度确定永磁同步电机在当前时刻的第一转速ω(k)，进而基于第一转速经过速度环PI控制器得到永磁同步电机在当前时刻的第一参考电流；最后基于第一参考电流、第一电机转速以及第一相电流，确定永磁同步电机的动态预测参考电压。需要说明的是，本说明书中，d轴的参考电流
Figure BDA0002594795660000101
为零，q轴的参考电流
Figure BDA0002594795660000102
即为永磁同步电机的参考电流。
基于参考转速判断永磁同步电机是否进入动态的判断公式(1)如下所示：
Δω*＝|ω*(k)-ω*(k-1)| (1)
其中，ω*(k)为永磁同步电机当前时刻的第一参考转速，ω*(k-1)为永磁同步电机上一时刻的第二参考转速，Δω*为第一参考转速和第二参考转速的差值的绝对值；
动态预测参考电压的计算公式(2)如下所示：
Figure BDA0002594795660000103
其中，
Figure BDA0002594795660000104
和
Figure BDA0002594795660000105
分别代表两相旋转坐标系中d-q轴在当前时刻的参考电流， id(k)和iq(k)分别代表d-q轴在当前时刻的实际电流，Rs为定子绕组电阻，ψf为永磁体磁链，ω为电机速度，L为交直轴电感，Ts表示离散系统的采样周期，
Figure BDA0002594795660000106
分别为d、q轴的动态预测参考电压。
值得注意的是，在两相旋转坐标系中，d轴和q轴在当前时刻的参考电流
Figure BDA0002594795660000107
和
Figure BDA0002594795660000108
的加和即为永磁同步电机在当前时刻的参考电流；d轴和q轴在当前时刻的实际电流id(k)和iq(k)的加和即为永磁同步电机在当前时刻的相电流； d轴和q轴动态预测参考电压
Figure BDA0002594795660000109
和
Figure BDA00025947956600001010
的加和即为永磁同步电机动态预测参考电压。
在确定永磁同步电机的动态预测参考电压后，进一步确定与该动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量；最后将上述确定的基本电压矢量对应的动态控制脉冲信号发送给逆变器，逆变器根据该动态控制脉冲信号向永磁同步电机输出动态控制电压。
在实际应用中，如果判断永永磁同步电机未进入动态，则采用传统的无差拍空间矢量调制技术对永磁同步电机进行调控，确定稳态预测参考电压矢量，并将稳态预测参考电压矢量对应的稳态控制脉冲信号发送给逆变器，逆变器接收该稳态控制脉冲信号后根据该稳态控制脉冲信号向永磁同步电机输出电压。
可以理解的是，通过基于永磁同步电机的参考转速判断永磁同步电机是否进入动态，并在判定永磁同步电机进入动态的情况下进行相应的控制方法调整，提高了永磁同步电机的动态响应能力。
图5为本说明书提供的又一永磁同步电机无差拍电流预测控制方法的流程示意图；在实际应中，当系统中加入扰动或系统负载突变时，为了使电磁转矩能够与负载转矩达到相对平衡状态，系统所需要的电流也会发生改变；则，如图5所示，在一些可能的实施方式中，判断永磁同步电机是否进入动态，包括：
获取永磁同步电机在当前时刻的第一电机角度和第一相电流；
根据第一电机角度，确定永磁同步电机在当前时刻的第一转速；
根据第一转速，确定永磁同步电机在当前时刻的第一参考电流；
获取永磁同步电机在上一时刻的第二电机角度和第二相电流；
根据第二电机角度，确定永磁同步电机在上一时刻的第二转速；
根据第二转速，确定永磁同步电机在上一时刻的第二参考电流；
判断第一参考电流和第二参考电流的差值的绝对值是否大于预设误差带阈值；
若是，则判定永磁同步电机进入动态；
相应的，确定永磁同步电机的动态预测参考电压，包括：
根据第一参考电流、第一电机转速以及第一相电流，确定永磁同步电机的动态预测参考电压。
为了便于区分，可以将上一时刻的预期永磁电机能够达到的电流设置为第二参考电流，将采用编码器采样获得的永磁同步电机在上一时刻的转动角度设置为第二电机角度，将采用电流传感器采样得到的永磁同步电机在上一时刻的实际电流设置为第二相电流。
在永磁同步电机稳态运行时，参考电流并不是恒定不变的，是在某一数值附近的误差带内波动，故而，在根据参考电流判断是否系统进入动态过程时，可以考虑参考电流的变化量是否在稳态变化的误差范围内；将稳态变化的误差范围设置为预设误差带阈值。
为了判断永磁同步电机是否进入动态，基于前述相同方法获得永磁同步电机在当前时刻的第一参考电流后，还需要继续获得永磁同步电机在上一时刻的第二参考电流；即经编码器采样获得永磁同步电机在上一时刻的第二电机角度、将电流传感器采样获得永磁同步电机在上一时刻的第二相电流；然后基于第二电极角度确定永磁同步电机在上一时刻的第二转速，进而基于第二转速经过速度环PI控制器得到永磁同步电机在上一时刻的第二参考电流；最后，确定第一参考电流和第二参考电流的差值绝对值，并比较该差值绝对值与预先设定的预设误差带阈值的大小，如果该差值绝对值大于预设误差带阈值，则判定永磁同步电机进入动态；如果该差值绝对值小于预设误差带阈值，则判定永磁同步电机没有进入动态，处于稳态。
基于参考电流判断永磁同步电机是否进入动态的判断公式(3)如下所示：
Figure BDA0002594795660000121
其中，
Figure BDA0002594795660000122
为永磁同步电机当前时刻的第一参考电流，
Figure BDA0002594795660000123
为永磁同步电机上一时刻的第二参考电流，
Figure BDA0002594795660000124
为第一参考电流和第二参考电流的差值的绝对值。
相应的，如果经判定永磁同步电机进入动态，则为了提高永磁同步电机的动态响应能力，需要确定永磁同步电机的动态预测参考电压；即基于第一参考电流、第一电机转速以及第一相电流，确定永磁同步电机的动态预测参考电压；计算公式同公式(2)。
在确定永磁同步电机的动态预测参考电压后，进一步确定与该动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量；最后将上述确定的基本电压矢量对应的动态控制脉冲信号发送给逆变器，逆变器根据该动态控制脉冲信号向永磁同步电机输出动态控制电压。
在实际应用中，如果判断永永磁同步电机未进入动态，则采用传统的无差拍空间矢量调制技术，确定稳态预测参考电压矢量，并将稳态预测参考电压矢量对应的稳态控制脉冲信号发送给逆变器，逆变器接收该稳态控制脉冲信号后根据该稳态控制脉冲信号向永磁同步电机输出电压。
可以理解的是，通过基于永磁同步电机的参考电流判断永磁同步电机是否进入动态，并在判定永磁同步电机进入动态的情况下进行相应的控制方法调整，则在系统中加入扰动或系统负载突变，永磁同步电机能够及时做出适应性调整，提高了永磁同步电机的动态响应能力。
在实际应用中，首先基于参考电流的变化判定永磁同步电机进入动态后，还可以进一步判断为何永磁同步电机进入动态；则，在一些可能的实施方式中，在判定永磁同步电机进入动态的步骤后，还包括：
获取永磁同步电机在当前时刻的第一参考转速及在上一时刻的第二参考转速；
确定第一参考转速与第二参考转速的差值的绝对值；
若绝对值大于零，则判定是由永磁同步电机的参考转速改变而引起永磁同步电机进入动态；
若绝对值等于零，则判定是由系统中加入扰动或负载突变而引起永磁同步电机进入动态。
在基于参考电流判定永磁同步电机进入动态后，还可以进一步获取永磁同步电机在当前时刻的第一参考转速和在上一时刻的第二参考转速，如果第一参考转速和第二参考转速不同，则可以判定是由于参考转速改变而引起永磁同步电机进入动态；如果第一参考转速和第二参考转速相同，则可以判定是由于系统中加入扰动或负再突变而引起永磁同步电机进入动态。
可以理解的是，通过对引起永磁同步电机进入动态的原因进行判断，有利于进一步提高永磁同步电机的动态响应能力，保证系统的正常运转。
在实际应用中，确定动态预测参考电压后，需要进一步基于两电平逆变器基本空间电压矢量分布图确定与动态预测参考电压误差最小的基本定压矢量；则，在一些可能的实施方式中，根据动态预测参考电压，确定与动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量，包括：
对动态预测参考电压进行坐标变换，确定坐标变换后的动态预测参考电压在基本空间电压矢量分布图中的位置；
根据动态预测参考电压在基本空间电压矢量分布图中的位置，确定至少一个备选的基本电压矢量，并选取与动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量。
判断永磁同步电机进入动态且确定动态预测参考电压后，进一步对该动态预测参考电压进行由dq轴坐标系到αβ轴坐标系的坐标变换，坐标变换后，能够确定该动态预测参考电压在两电平逆变器基本空间电压矢量分布图中的位置，且该动态预测参考电压在两电平逆变器基本空间电压矢量分布图中的电压矢量角γ*计算公式如下式(4)所示：
Figure BDA0002594795660000141
其中，
Figure BDA0002594795660000142
和
Figure BDA0002594795660000143
分别代表坐标变换后的αβ轴动态预测参考电压分量；
根据动态预测参考电压在两电平逆变器基本空间电压矢量分布图中的位置，确定至少一个距离动态预测参考电压最近的非零基本电压矢量和零矢量作为备选的基本电压矢量，进一步将上述确定的备选的基本电压矢量代入价值函数J中，选择出与动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量。
价值函数如下列公式(5)所示：
Figure BDA0002594795660000144
其中，
Figure BDA0002594795660000145
为动态预测参考电压，
Figure BDA0002594795660000146
代表备选的基本电压矢量。
图6为本说明书提供的确定与动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量时基本空间电压矢量分布图的扇区划分示意图；以图6为例，在动态时，动态预测参考电压往往会位于电压六边形外，当动态预测参考电压位于如图 3中所示的位置时，u1(100)、u2(110)和零矢量(u0(000),u7(111))作为与动态预测参考电压距离最近的备选基本电压矢量，进一步根据价值函数J由上述四个备选的基本电压矢量确定该动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量。
可以理解的是，基于基本空间电压矢量分布图确定与动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量，确定的基本电压矢量更加准确，并且仅通过选取一个与动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量便可以确定如何向永磁同步电机输出动态控制电压，以使永磁同步电机进行动态响应。
在实际应用中，永磁同步电机处于动态过程中，在每个采样周期均需进行采样判断，以确定永磁同步电机是否仍然处于动态，或者动态结束进入稳态，以便对永磁同步电机进行相应的调整；则，在一些可能的实施方式中，该方法还包括：
判断永磁同步电机是否结束动态；
若判定永磁同步电机结束动态，则确定基本空间电压矢量分布图中各基本电压矢量的占空比；
选取三个基本电压矢量并分别确定三个基本电压矢量对应的开关序列；其中，三个基本电压矢量包括两个有效电压矢量和一个零矢量；
基于三个基本电压矢量及开关序列确定稳态预测参考电压矢量；
将稳态预测参考电压矢量对应的稳态控制脉冲信号发送给逆变器，以使逆变器基于稳态控制脉冲信号向永磁同步电机输出稳态控制电压。
稳态预测参考电压矢量为永磁同步电机处于稳态时，为了计算使永磁同步电机适应稳态运行预期需要向永磁同步电机输出电压大小时，用来参考的电压，稳态预测参考电压矢量与最终稳态时向永磁同步电机输出的稳态控制电压大小相近。
由图2可以看出，根据六边形电压矢量图能够看到u0–u7两电平逆变器能够产生的八个基本电压矢量；u0和u7为零矢量，逆变器输出零电压；u1-u6 为有效电压矢量，即非零电压矢量。开关序列指的是每个电压矢量对应的逆变器桥臂开关状态，两电平逆变器有三个桥臂(每个桥臂有上下两个功率开关器件)，每个桥臂又有上桥臂和下桥臂，图2中u1(100)，100就代表三个桥臂开关状态，其中1代表上桥臂导通，0代表下桥臂导通。
在实际应用中，当永磁同步电机处于动态时，在后续采样周期需要进一步判断永磁同步电机是否结束动态；如果经判断永磁同步电机结束动态进入稳态，则采用传统的无差拍空间矢量调制技术，确定稳态预测参考电压矢量；即首先确定基本空间电压矢量分布图中个基本电压矢量的占空比，然后由其中选取两个有效电压矢量和一个零矢量，并分别确定选取的两个有效电压矢量和一个零矢量对应的开关序列；基于选取的两个有效电压矢量和一个零矢量及其分别对应的开关序列，确定稳态预测参考电压矢量；将稳态预测参考电压矢量对应的稳态控制脉冲信号发送给逆变器，逆变器接收稳态控制脉冲信号并向永磁同步电机输出稳态控制电压。
相应的，若判定永磁同步电机未结束动态，则执行确定永磁同步电机的动态预测参考电压的步骤。即如果判定永磁同步电机仍然处于动态，则循环针对动态的处理方法。
可以理解的是，通过判断永磁同步电机是否结束动态进入稳态，并在永磁同步电机进入稳态时进行适应性调整，能够提高永磁同步电机的性能。
在一种可能的实施方式中，判断永磁同步电机是否结束动态，包括：
获取永磁同步电机在判断时刻的第三参考电流；
获取永磁同步电机在判断时刻之前的多个动态采样时刻的相电流平均值；
判断第三参考电流与相电流平均值的差值的绝对值是否小于或等于预设误差带阈值；
若是，则判定永磁同步电机结束动态；
若否，则判定永磁同步电机未结束动态。
在实际应用中，判断时刻指的是判断永磁同步电机是否结束动态时的采样时刻；第三参考电流指的是在判断时刻预期永磁电机能够达到的电流；动态采样时刻指的是永磁同步电机处于动态时，在判断时刻之前的多个采样周期进行采样时的采样时刻。
基于第三参考电流与相电流平均值采用如下式(6)进行判断：
Figure BDA0002594795660000161
其中，
Figure BDA0002594795660000162
表示第三参考电流，is(av)表示相电流平均值。
在实际应该中，预设误差带阈值设定以及动态采样时刻的相电流的个数，都会对控制系统造成一定的影响。
可理解的是，通过基于第三参考电流及相电流平均值判断永磁同步电机是否结束动态，能够及时对永磁同步电机进行调整，提高永磁同步电机的性能稳定性。
综上，在对永磁同步电机进行控制时，如果判定永磁同步电机的工作状态处于动态，通过采用与动态适应的电流预测控制方法对永磁同步电机进行控制，以使永磁同步电机对动态做出更快的适应，提高了永磁同步电机的动态响应能力。并且本方法中基于基本空间电压矢量分布图确定与动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量，仅通过选取一个与动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量便可以确定如何向永磁同步电机输出动态控制电压，以使永磁同步电机进行动态响应。
需要说明的是，本说明书一个或多个实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本说明书一个或多个实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
为了验证本说明书提供的永磁同步电机无差拍预测控制方法的有效性，利用Matlab/Simulink工具搭建了上述控制系统的仿真，控制电机的参数如
表1所示，仿真中的采样频率设置为20kHz。
Figure BDA0002594795660000171
表1。
图7，8，9分别是传统无差拍电流预测控制方法和本说明书所提出方法的控制效果对比，图7(a)为传统无差拍电流预测控制方法的控制系统动态性能图，图7(b)为本说明所提供的方法的控制系统动态性能图；图8(a) 为传统无差拍电流预测控制方法的控制系统稳态性能图，图8(b)为本说明所提供的方法的控制系统稳态性能图；图9(a)为传统无差拍电流预测控制方法和本说明书所提供的方法在速度0-1000r/min突变时控制系统动态响应能力对比，图9(b)为传统无差拍电流预测控制方法和本说明书所提供的方法在负载0-4N*m突变时控制系统动态响应能力。
在仿真平台上进行了升速1000r/min和加载4N*m的试验。从图7(a) 和(b)中能够看出，本说明书所提出方法的动态性能优于传统方法，尤其在负载变化时，效果明显。图8(a)和(b)展示了两种方法的稳态性能，本说明书所提出方法的稳态时的电流脉动与传统方法类似，转矩电流脉动不超过0.1A。根据图9(a)和(b)，可以看出在速度突变和负载突变两种动态响应下本说明书所提出方法和传统方法的响应时间；本说明书所提出的方法具有更快的动态响应，升速时转矩电流仅需0.75ms就可以跟随上给定电流，相比于传统方法的1.45ms提升了减少了48.3％响应时间；当负载转矩由0升至4N*m时，本说明书所提出方法的响应时间为1.6ms,而传统方法需要12ms 才能跟随上转矩电流给定，相比与传统方法，本说明书所提出的方法能够提升79.2％的动态响应能力，并且消除了传统方法中存在的电流超调，使动态过程更加平稳。
本发明还提供了一种设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时执行：判断永磁同步电机是否进入动态；若是，则确定永磁同步电机的动态预测参考电压；根据动态预测参考电压，确定与动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量；将基本电压矢量对应的动态控制脉冲信号发送给逆变器，以使逆变器基于动态控制脉冲信号向永磁同步电机输出动态控制电压。
在一些可能的实施方式中，处理器执行程序时还执行：获取永磁同步电机在当前时刻的第一参考转速及在上一时刻的第二参考转速；判断第一参考转速与第二参考转速的差值的绝对值是否大于零；若是，则判定永磁同步电机进入动态；获取永磁同步电机在当前时刻的第一电机角度和第一相电流；根据第一电机角度，确定永磁同步电机在当前时刻的第一转速；根据第一转速，确定永磁同步电机在当前时刻的第一参考电流；根据第一参考电流、第一电机转速以及第一相电流，确定永磁同步电机的动态预测参考电压。
在一些可能的实施方式中，处理器执行程序时还执行：获取永磁同步电机在当前时刻的第一电机角度和第一相电流；根据第一电机角度，确定永磁同步电机在当前时刻的第一转速；根据第一转速，确定永磁同步电机在当前时刻的第一参考电流；获取永磁同步电机在上一时刻的第二电机角度和第二相电流；根据第二电机角度，确定永磁同步电机在上一时刻的第二转速；根据第二转速，确定永磁同步电机在上一时刻的第二参考电流；判断第一参考电流和第二参考电流的差值的绝对值是否大于预设误差带阈值；若是，则判定永磁同步电机进入动态；根据第一参考电流、第一电机转速以及第一相电流，确定永磁同步电机的动态预测参考电压。
在一些可能的实施方式中，处理器执行程序时还执行：获取永磁同步电机在当前时刻的第一参考转速及在上一时刻的第二参考转速；确定第一参考转速与第二参考转速的差值的绝对值；若绝对值大于零，则判定是由永磁同步电机的参考转速改变而引起永磁同步电机进入动态；若绝对值等于零，则判定是由系统中加入扰动或负载突变而引起永磁同步电机进入动态。
在一些可能的实施方式中，处理器执行程序时还执行：对动态预测参考电压进行坐标变换，确定坐标变换后的动态预测参考电压在基本空间电压矢量分布图中的位置；根据动态预测参考电压在基本空间电压矢量分布图中的位置，确定至少一个备选的基本电压矢量，并选取与动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量。
在一些可能的实施方式中，处理器执行程序时还执行：判断永磁同步电机是否结束动态；若判定永磁同步电机结束动态，则确定基本空间电压矢量分布图中各基本电压矢量的占空比；选取三个基本电压矢量并分别确定三个基本电压矢量对应的开关序列，其中，三个基本电压矢量包括两个有效电压矢量和一个零矢量；基于三个基本电压矢量及开关序列确定稳态预测参考电压矢量；将稳态预测参考电压矢量对应的稳态控制脉冲信号发送给逆变器，以使逆变器基于稳态控制脉冲信号向永磁同步电机输出稳态控制电压。
在一些可能的实施方式中，处理器执行程序时还执行：若判定永磁同步电机未结束动态，则执行确定永磁同步电机的动态预测参考电压的步骤。
在一些可能的实施方式中，处理器执行程序时还执行：获取永磁同步电机在判断时刻的第三参考电流；获取永磁同步电机在判断时刻之前的多个动态采样时刻的相电流平均值；判断第三参考电流与相电流平均值的差值的绝对值是否小于或等于预设误差带阈值；若是，则判定永磁同步电机结束动态；若否，则判定永磁同步电机未结束动态。
上述实施例的设备用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
图10示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM (Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等) 实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器 1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
本说明书还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述任一永磁同步电机无差拍电流预测控制方法。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种永磁同步电机无差拍电流预测控制方法，其特征在于，所述方法包括：
判断永磁同步电机是否进入动态；
若是，则确定所述永磁同步电机的动态预测参考电压；
根据所述动态预测参考电压，确定与所述动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量；
将所述基本电压矢量对应的动态控制脉冲信号发送给逆变器，以使所述逆变器基于所述动态控制脉冲信号向所述永磁同步电机输出动态控制电压；
所述方法还包括：
判断所述永磁同步电机是否结束动态；
所述判断所述永磁同步电机是否结束动态，包括：
获取所述永磁同步电机在判断时刻的第三参考电流；
获取所述永磁同步电机在判断时刻之前的多个动态采样时刻的相电流平均值；
判断所述第三参考电流与所述相电流平均值的差值的绝对值是否小于或等于预设误差带阈值；
若是，则判定所述永磁同步电机结束动态；
若否，则判定所述永磁同步电机未结束动态；
其中，所述永磁同步电机进入动态是指所述永磁同步电机在电机转速发生改变或系统中加入扰动或系统负载变化时，所述永磁同步电机发生动态响应，在电机转速改变或加入扰动或系统负载变化的状况下运行的状态；
所述动态预测参考电压的计算公式为：
Figure FDA0003173163110000011
其中，
Figure FDA0003173163110000012
和
Figure FDA0003173163110000013
分别代表两相旋转坐标系中d-q轴在当前时刻的参考电流，id(k)和iq(k)分别代表d-q轴在当前时刻的实际电流，Rs为定子绕组电阻，ψf为永磁体磁链，ω为电机速度，L为交直轴电感，Ts表示离散系统的采样周期，
Figure FDA0003173163110000021
分别为d、q轴的动态预测参考电压。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机无差拍电流预测控制方法，其特征在于，所述判断永磁同步电机是否进入动态，包括：
获取所述永磁同步电机在当前时刻的第一参考转速及在上一时刻的第二参考转速；
判断所述第一参考转速与所述第二参考转速的差值的绝对值是否大于零；
若是，则判定所述永磁同步电机进入动态；
相应的，所述确定所述永磁同步电机的动态预测参考电压，包括：
获取所述永磁同步电机在当前时刻的第一电机角度和第一相电流；
根据所述第一电机角度，确定所述永磁同步电机在当前时刻的第一转速；
根据所述第一转速，确定所述永磁同步电机在当前时刻的第一参考电流；
根据所述第一参考电流、所述第一电机转速以及所述第一相电流，确定所述永磁同步电机的动态预测参考电压。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机无差拍电流预测控制方法，其特征在于，所述判断永磁同步电机是否进入动态，包括：
获取所述永磁同步电机在当前时刻的第一电机角度和第一相电流；
根据所述第一电机角度，确定所述永磁同步电机在当前时刻的第一转速；
根据所述第一转速，确定所述永磁同步电机在当前时刻的第一参考电流；
获取所述永磁同步电机在上一时刻的第二电机角度和第二相电流；
根据所述第二电机角度，确定所述永磁同步电机在上一时刻的第二转速；
根据所述第二转速，确定所述永磁同步电机在上一时刻的第二参考电流；
判断所述第一参考电流和所述第二参考电流的差值的绝对值是否大于预设误差带阈值；
若是，则判定所述永磁同步电机进入动态；
相应的，所述确定所述永磁同步电机的动态预测参考电压，包括：
根据所述第一参考电流、所述第一电机转速以及所述第一相电流，确定所述永磁同步电机的动态预测参考电压。
4.根据权利要求3所述的永磁同步电机无差拍电流预测控制方法，其特征在于，在判定所述永磁同步电机进入动态的步骤后，还包括：
获取所述永磁同步电机在当前时刻的第一参考转速及在上一时刻的第二参考转速；
确定所述第一参考转速与所述第二参考转速的差值的绝对值；
若所述绝对值大于零，则判定是由所述永磁同步电机的参考转速改变而引起所述永磁同步电机进入动态；
若所述绝对值等于零，则判定是由系统中加入扰动或负载突变而引起所述永磁同步电机进入动态。
5.根据权利要求1所述的永磁同步电机无差拍电流预测控制方法，其特征在于，所述根据所述动态预测参考电压，确定与所述动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量，包括：
对所述动态预测参考电压进行坐标变换，确定坐标变换后的所述动态预测参考电压在基本空间电压矢量分布图中的位置；
根据所述动态预测参考电压在基本空间电压矢量分布图中的位置，确定至少一个备选的基本电压矢量，并选取与所述动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量。
6.根据权利要求1所述的永磁同步电机无差拍电流预测控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
若判定所述永磁同步电机结束动态，则确定基本空间电压矢量分布图中各基本电压矢量的占空比；
选取三个基本电压矢量并分别确定三个基本电压矢量对应的开关序列；其中，所述三个基本电压矢量包括两个有效电压矢量和一个零矢量；
基于所述三个基本电压矢量及所述开关序列确定稳态预测参考电压矢量；
将所述稳态预测参考电压矢量对应的稳态控制脉冲信号发送给逆变器，以使所述逆变器基于所述稳态控制脉冲信号向所述永磁同步电机输出稳态控制电压。
7.根据权利要求6所述的永磁同步电机无差拍电流预测控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
若判定所述永磁同步电机未结束动态，则执行确定所述永磁同步电机的动态预测参考电压的步骤。
8.一种永磁同步电机无差拍电流预测控制设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时执行：
判断永磁同步电机是否进入动态；
若是，则确定所述永磁同步电机的动态预测参考电压；
根据所述动态预测参考电压，确定与所述动态预测参考电压误差最小的基本电压矢量；
将所述基本电压矢量对应的动态控制脉冲信号发送给逆变器，以使所述逆变器基于所述动态控制脉冲信号向所述永磁同步电机输出动态控制电压；
所述处理器执行所述程序时还执行：
判断所述永磁同步电机是否结束动态；
所述处理器执行所述程序时还执行：
获取所述永磁同步电机在判断时刻的第三参考电流；
获取所述永磁同步电机在判断时刻之前的多个动态采样时刻的相电流平均值；
判断所述第三参考电流与所述相电流平均值的差值的绝对值是否小于或等于预设误差带阈值；
若是，则判定所述永磁同步电机结束动态；
若否，则判定所述永磁同步电机未结束动态；
其中，所述永磁同步电机进入动态是指所述永磁同步电机在电机转速发生改变或系统中加入扰动或系统负载变化时，所述永磁同步电机发生动态响应，在电机转速改变或加入扰动或系统负载变化的状况下运行的状态；
所述动态预测参考电压的计算公式为：
Figure FDA0003173163110000051
其中，
Figure FDA0003173163110000052
和
Figure FDA0003173163110000053
分别代表两相旋转坐标系中d-q轴在当前时刻的参考电流，id(k)和iq(k)分别代表d-q轴在当前时刻的实际电流，Rs为定子绕组电阻，ψf为永磁体磁链，ω为电机速度，L为交直轴电感，Ts表示离散系统的采样周期，
Figure FDA0003173163110000054
分别为d、q轴的动态预测参考电压。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1至7任一所述方法。
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