永磁直線同步電機(jī)(PMLSM)由于其高效率、快速瞬態(tài)響應(yīng)和高推力密度，在高端制造設(shè)備中越來(lái)越普遍。已經(jīng)為高性能PMLSM驅(qū)動(dòng)器開發(fā)了許多先進(jìn)的控制策略，包括主動(dòng)抗擾控制、基于模型的預(yù)測(cè)控制(MPC)和二自由度電流控制。MPC最初應(yīng)用于過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域，已成為目前電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制最熱門的話題之一。部署在能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的MPC涉及有限控制集MPC(FCS-MPC)和連續(xù)控制集MPC(CCS-MPC)。

福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所王鳳翔教授課題組在IEEETransactionsonIndustrialElectronics發(fā)表的一項(xiàng)研究中，提出了一種自適應(yīng)模型預(yù)測(cè)電流控制(AM-MPCC)來(lái)解決參數(shù)依賴問(wèn)題基于CCS-MPC的電流控制(CCS-MPCC)。

配備調(diào)制器的CCS-MPC產(chǎn)生恒定的開關(guān)頻率，并且比FCS-MPC具有更低的電流紋波。由于在線數(shù)值優(yōu)化算法一般非常復(fù)雜，在線優(yōu)化CCS-MPC的輸入變量時(shí)計(jì)算負(fù)擔(dān)顯著增加。

研究人員提出了無(wú)需在線計(jì)算的CCS-MPC，以降低控制器實(shí)現(xiàn)的難度。他們通過(guò)離線求解優(yōu)化問(wèn)題，將CCS-MPC解決方案表達(dá)為系統(tǒng)狀態(tài)的顯式函數(shù)。雖然CCS-MPC方法獲得了小電流紋波、低計(jì)算成本和快速瞬態(tài)響應(yīng)，但它容易受到實(shí)際應(yīng)用中不可避免的參數(shù)變化的影響。

此外，他們通過(guò)引入基于最速下降法的自適應(yīng)干擾觀測(cè)器，提出了一種穩(wěn)健的電流控制方案。Luenberger觀測(cè)器雖然因其結(jié)構(gòu)直觀、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單而被廣泛使用，但如果參數(shù)快速變化，則無(wú)法精確觀察系統(tǒng)狀態(tài)。然而，部署在數(shù)字控制器中的滑模觀測(cè)器會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的抖動(dòng)噪聲。

得益于補(bǔ)償預(yù)測(cè)模型，DO-MPC在對(duì)抗參數(shù)不匹配和外部擾動(dòng)的魯棒性方面優(yōu)于傳統(tǒng)CCS-MPC。然而，DO-MPC控制器的帶寬不能不受電感變化的影響。在基于Zynq的硬件原型上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果驗(yàn)證了所提出的方法在對(duì)抗參數(shù)不匹配的魯棒性方面優(yōu)于CCS-MPCC和DPCC+ASCDO。

此外，研究人員在基于Zynq的硬件原型上評(píng)估了提議的AM-MPCC。他們利用提出的AM-MPCC策略替代CCS-MPCC以獲得更好的參數(shù)魯棒性，為系數(shù)優(yōu)化器提供Id、Iq、Vdc和Vqc以生成Λd和Λq，并將優(yōu)化的Λd和Λq進(jìn)入DSMDO以估計(jì)參數(shù)不匹配fd和fq。