電機的PWM預(yù)測控制是在被控對象離散數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上建立起來的一種方法,計算出當前的指令電壓,再將當前的指令電壓通過脈寬調(diào)制的算法得到開關(guān)管的開關(guān)順序,對逆變器進行驅(qū)動,這樣能夠?qū)崿F(xiàn)輸出電流的無差拍控制,該方法目前已經(jīng)應(yīng)用在多種被控對象上,如異步電機、直線電機等。那么直線電機模組為什么不直接采用PCC算法?

1、控制能力確優(yōu)秀

從電流控制帶寬、解耦和反電勢擾動補償能力等多方面考慮,PCC算法在PMLSM的電流環(huán)控制方法中優(yōu)勢明顯。首先,PCC算法的跟蹤性能和快速性能良好,超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)誤差很小,且不需要進行參數(shù)調(diào)節(jié),電流紋波和噪聲較小。綜合來看,PCC算法具有顯著的優(yōu)點和良好的控制效果。永磁同步直線電機是一種高精度、高速度的交流電機,良好的電流環(huán)控制效果是永磁同步直線電機實現(xiàn)準確控制的基礎(chǔ),因此PCC算法非常適合應(yīng)用于PMLSM高性能控制系統(tǒng)當中。

2、從系統(tǒng)的魯棒性角度考量不適用

然而,PCC算法建立在被控對象的具體模型上,所以該方法對被控對象的模型和參數(shù)依賴性強,電機模型和參數(shù)的準確與否,直接影響PCC算法的效果,進而影響整個控制系統(tǒng)的性能。電機參數(shù)標注的不準確或者電機長時間運行,通常是造成參數(shù)失配的主要來源,而參數(shù)失配會引起系統(tǒng)產(chǎn)生電流靜差甚至造成系統(tǒng)振蕩。PWM預(yù)測控制方法動態(tài)性能良好,能準確快速地跟隨系統(tǒng)給定值,然而由于其基于對象模型,對參數(shù)準確性依賴性強,在模型參數(shù)不匹配時會導(dǎo)致電流靜差甚至系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題,嚴重影響系統(tǒng)的控制性能,針對上述問題,很多學(xué)者通過將魯棒控制、擾動觀測器或參數(shù)辨識等方法與PWM預(yù)測控制進行結(jié)合,用于解決電流預(yù)測控制在電機參數(shù)不匹配時造成的系統(tǒng)控制精度差等問題,從而提高系統(tǒng)的魯棒性。

相對而言,直接預(yù)測控制方法的設(shè)計并不依賴于電機的具體模型,因此電機參數(shù)失配對于直接預(yù)測控制方法基本沒有影響?？刂破髦惺褂玫拇沛?、電感或電阻等參數(shù)可以比參數(shù)的額定值較小,當電機長時間運行,直線電機模組參數(shù)值稍有增大時,能夠有效避免參數(shù)不匹配導(dǎo)致的系統(tǒng)控制性能下降的問題。