【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電機控制，尤其涉及一種雙饋異步電動機的三矢量模型預測直接功率控制方法、系統和計算機存儲介質。
技術介紹
1、為了滿足不斷提高的船舶用電需求，基于電力推進系統的全電船舶已逐漸成為世界各大型造船廠的船舶生產標準，這也是未來船舶的發展方向。全電船舶代表了航運推進系統從傳統的、對環境有害的化石燃料能源向更清潔的電力推進范式的重大轉變。全電船舶推進系統配備了大量的電力電子設備，不僅增強了操作的便利性和可靠性，還簡化了系統架構，同時提供了更高效、噪音更小的電力驅動系統。然而，在長時間的航行中，高頻率的開關動作可能會為電力電子轉換器帶來大量潛在的故障風險，從而增加了故障率和維護成本，可能會影響整個系統的可靠性。
2、為了應對這些挑戰，提出了一種基于雙饋異步電機的船舶推進系統，該系統利用交流輸電線路和背靠背功率變換器構建了雙向功率流動路徑。這種方法有效地減輕了功率轉換器故障的影響，利用了價格合理且成熟的交流斷路器，并減少了船舶推進系統對直流母線的依賴，從而提高了故障保護的簡便性和有效性。
3、直接功率控制是一種常用的電機系統控制方法，它基于查表的方式以減少對電機參數的依賴，具有簡單的控制結構和快速的動態性能，但會導致開關頻率不固定且系統存在較大的功率紋波。有學者將直接功率控制的快速響應和矢量控制的恒定開關頻率進行結合，在一定程度上提高了穩態性能，然而有大量的控制參數需要調節，難以達到最優化的控制效果。
技術實現思路
1、本專利技術針對現有技術中的不足，提供一種
2、第一方面，本專利技術提供一種雙饋異步電動機的三矢量模型預測直接功率控制方法，包括：
3、確定雙饋異步電動機在dq坐標系下定轉子側的電壓和磁鏈關系；
4、根據定轉子側的電壓和磁鏈關系確定定子側dq電流；
5、根據定子側dq電流和定子側dq電壓確定雙饋異步電動機定子側復功率；
6、在同步速旋轉dq坐標系下，將d軸作為電壓矢量的定位軸，以確定雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛的變化率；
7、根據當前時刻雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛變化率，確定下一時刻雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛；
8、在一個控制周期中僅有零電壓矢量作用的情況下，確定下一時刻雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛與參考值之間的差值；
9、根據與零電壓矢量以及同方向有效電壓矢量相關的雙饋異步電動機定子復功率的負共軛向量，構建電壓矢量關系圖，確定下一時刻雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛向量與參考值之間的差值，以選擇三個最優電壓矢量；
10、構建三個最優電壓矢量關系圖，以確定每個矢量的作用時間和占空比；
11、將每個矢量的作用時間和占空比對應的開關信號傳輸至變流器中的開關管，以控制雙饋異步電動機的功率。
12、可選地，所述確定雙饋異步電動機在dq坐標系下定轉子側的電壓和磁鏈關系，包括：
13、根據以下公式計算定子側dq電壓usdq和轉子側dq電壓urdq：
14、
15、其中，rs為定子側的電阻；isdq為定子側dq電流；ψsdq為定子側磁鏈；t為時間；j為虛數單位；ω1為系統角頻率；rr為轉子側的電阻；irdq為轉子側dq電流；ψrdq為轉子側磁鏈；ωslip為轉子轉差角頻率；表示微分算子；
16、根據以下公式計算定子側磁鏈和轉子側磁鏈：
17、
18、其中，ls為定子側電感；lm為定子和轉子之間的互感；lr為轉子側電感。
19、可選地，所述根據定轉子側的電壓和磁鏈關系確定定子側dq電流，包括：
20、根據以下公式計算定子側dq電流isdq：
21、
22、其中，lr為轉子側電感；lm為定子和轉子之間的互感；ls為定子側電感；ψsdq為定子側磁鏈；ψrdq為轉子側磁鏈。
23、可選地，所述根據定子側dq電流和定子側dq電壓確定雙饋異步電動機定子側復功率，包括：
24、根據以下公式計算雙饋異步電動機定子側復功率s：
25、
26、其中，為定子側dq電流isdq的共軛值；usdq為定子側dq電壓。
27、可選地，所述在同步速旋轉dq坐標系下，將d軸作為電壓矢量的定位軸，以確定雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛的變化率，包括：
28、根據以下公式計算雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛的變化率
29、
30、其中，-s*為雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛；lm為定子和轉子之間的互感；lr為轉子側電感；ls為定子側電感；urdq為轉子側dq電壓；為定子側dq電壓的共軛；j為虛數單位；ωslip為轉子轉差角頻率；s*為雙饋異步電動機定子側復功率的共軛。
31、可選地，所述根據當前時刻雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛變化率，確定下一時刻雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛，包括：
32、根據以下公式計算下一時刻雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛：
33、
34、其中，(-s*)t+1為t+1時刻雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛；(-s*)t為t時刻雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛；ts為采樣時間；為雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛的變化率。
35、可選地，所述在一個控制周期中僅有零電壓矢量作用的情況下，確定下一時刻雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛與參考值之間的差值，包括：
36、根據以下公式計算在一個控制周期中僅有零電壓矢量作用的情況下，下一時刻定子側復功率的負共軛：
37、
38、其中，為在一個控制周期中僅有零電壓矢量作用的情況下，t+1時刻定子側復功率的負共軛；(-s*)t為t時刻雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛；ts為采樣時間；j為虛數單位；ω1為系統角頻率；ωslip為轉子轉差角頻率；ls為定子側電感；lm為定子和轉子之間的互感；lr為轉子側電感；usdq為定子側dq電壓；
39、根據以下公式計算下一時刻雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛與參考值之間的差值：
40、
41、其中，δ(-s*)t+1為t+1時刻雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛與參考值之間的差值；(-s*)ref為雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛的參考值；urdq為轉子側dq電壓。
42、可選地，所述根據與零電壓矢量以及同方向有效電壓矢量相關的雙饋異步電動機定子復功率的負共軛向量，構建電壓矢量關系圖，確定下一時刻雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛向量與參考值之間的差值，以選擇三個最優電壓矢量，包括：
43、構建與零電壓矢量相關的定子側復功率的負共軛向量表達式：
44、
45、n為與零電壓矢量相關的定子側復功率的負共本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種雙饋異步電動機的三矢量模型預測直接功率控制方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的雙饋異步電動機的三矢量模型預測直接功率控制方法，其特征在于，所述確定雙饋異步電動機在dq坐標系下定轉子側的電壓和磁鏈關系，包括：
3.根據權利要求1所述的雙饋異步電動機的三矢量模型預測直接功率控制方法，其特征在于，所述根據定轉子側的電壓和磁鏈關系確定定子側dq電流，包括：
4.根據權利要求1所述的雙饋異步電動機的三矢量模型預測直接功率控制方法，其特征在于，所述根據定子側dq電流和定子側dq電壓確定雙饋異步電動機定子側復功率，包括：
5.根據權利要求1所述的雙饋異步電動機的三矢量模型預測直接功率控制方法，其特征在于，所述在同步速旋轉dq坐標系下，將d軸作為電壓矢量的定位軸，以確定雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛的變化率，包括：
6.根據權利要求1所述的雙饋異步電動機的三矢量模型預測直接功率控制方法，其特征在于，所述根據當前時刻雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛變化率，確定下一時刻雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛，包括：<...
【技術特征摘要】
1.一種雙饋異步電動機的三矢量模型預測直接功率控制方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的雙饋異步電動機的三矢量模型預測直接功率控制方法，其特征在于，所述確定雙饋異步電動機在dq坐標系下定轉子側的電壓和磁鏈關系，包括：
3.根據權利要求1所述的雙饋異步電動機的三矢量模型預測直接功率控制方法，其特征在于，所述根據定轉子側的電壓和磁鏈關系確定定子側dq電流，包括：
4.根據權利要求1所述的雙饋異步電動機的三矢量模型預測直接功率控制方法，其特征在于，所述根據定子側dq電流和定子側dq電壓確定雙饋異步電動機定子側復功率，包括：
5.根據權利要求1所述的雙饋異步電動機的三矢量模型預測直接功率控制方法，其特征在于，所述在同步速旋轉dq坐標系下，將d軸作為電壓矢量的定位軸，以確定雙饋異步電動機定子側復功率的負共軛的變化率，包括：
6.根據權利要求1所述的雙饋異步電動機的三矢量模型預測直接功率控制方法，其特征在于，所述根據當前時...
【專利技術屬性】
技術研發人員：倪鍇，楊勇，樊明迪，何立群，肖揚，杜貴府，甘醇，
申請(專利權)人：蘇州大學，
類型：發明
國別省市：
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