技术摘要：
本说明书一个或多个实施例提供一种电机模型预测电流控制方法和装置、电子设备及介质，该方法通过快速矢量选择的方式在得出参考电压矢量所处的扇区后根据就近原则从非零电压矢量中选择最优电压矢量，并为每个逆变器桥臂均配置死区，根据电机三相电流的流向得到死区电压  全部
背景技术：
在交流电机调速系统的控制策略中，最成熟的是矢量控制。矢量控制方法中，外环 控制转速，内环控制电流。首先通过编码器采集转子位置角以及霍尔测量的定子电流，再通 过坐标变换将三相静止坐标系转化为两相旋转坐标系，然后通过电压空间矢量脉宽调制 (space  vector  pulse  width  modulation，SVPWM)技术作用于逆变器控制电机。矢量控制 有良好的稳态效果，但动态效果一般，有三个PI调节器，这加大了系统调节难度。模型预测 控制技术(Model  Predictive  control，MPC)，其主要思想是对控制对象的数学模型进行离 散化，通过离散化后的预测模型，来预测控制变量未来时刻的变化，根据预先设定好的价值 函数，选择对控制对象最优的操作。模型预测控制由于其控制算法结构简单，动态效果好， 适用性强等优点，而被广泛应用于各种工业领域。 但是，由于逆变器应用中死区效应的存在，使得下一时刻理想的逆变器开关状态 与实际作用于电机的开关状态之间存在误差，对控制精度产生影响。同时，在实际系统中， 逆变器会有共模电压的存在，这会在电机转轴上感应出较大轴电压，并形成轴承电流，加速 电机老化，减少了电机使用寿命。在传统模型预测电流控制(MPCC)方法中，逆变器在零矢量 作用下会产生高幅值的共模电压。因此，死区的存在，以及待选矢量中零矢量的作用，均会 导致高幅值的共模电压的存在，影响电机使用寿命。
技术实现要素：
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电机模型预测电流控 制方法和装置、电子设备及介质，以解决死区的存在，以及待选矢量中零矢量的作用，均会 导致高幅值的共模电压的存在，影响电机使用寿命的问题。该方法通过快速矢量选择的方 式在得出参考电压矢量所处的扇区后根据就近原则从非零电压矢量中选择最优电压矢量， 并为每个逆变器桥臂均配置死区，根据电机三相电流的流向得到死区电压矢量，解决了死 区电压矢量等效的零矢量以及待选矢量中的零矢量产生的高幅值共模电压对电机寿命的 影响，并且将死区电压矢量持续时间作为变量进行优化，提升控制效果。 基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了： 一种电机模型预测电流控制方法，其特征在于，包括如下步骤： S1，采集k时刻的实际电流以及两相同步旋转坐标系中两个旋转轴的参考电流； S2，根据所述实际电流以及所述两个旋转轴的参考电流计算得到两个旋转轴的参 考电压矢量； 将由非零电压矢量组成的电压矢量平面平分为若干个扇区，根据所述参考电压矢 量所处的扇区并根据就近原则得到最优电压矢量； 4 CN 111600522 A 说　明　书 2/12 页 在每个控制周期内，为三相桥臂均配置死区，根据电机三相电流的流向得到死区 电压矢量； S3，将所述死区电压矢量与所述最优电压矢量按照预设时间结合方式作用于逆变 器，并由逆变器作用于电机； 返回步骤S1，并在步骤S1中用k 1时刻代替k时刻。 进一步地，在步骤S1中，所述采集k时刻的实际电流包括：采集k时刻经过延时补偿 的实际电流；所述采集k时刻经过延时补偿的实际电流包括：采集k时刻的实际电流，所述实 际电流再经过一拍延时补偿，得到经过一拍延时补偿后的k时刻的实际电流。 进一步地，在步骤S2中，所述非零电压矢量有6个，分别为U1(100)、U2(110)、U3 (010)、U4(011)、U5(001)以及U6(100)； 所述将由非零电压矢量组成的电压矢量平面平分为若干个扇区中的若干个扇区 为12个扇区； 所述根据参考电压矢量所处的扇区并根据就近原则得到最优电压矢量包括：根据 所述两个旋转轴的参考电压矢量计算得到所述两个旋转轴的参考电压矢量所处的扇区，根 据就近原则分别选择出与所述两个旋转轴的参考电压矢量所处的扇区的夹角小于预设阈 值的非零电压矢量作为最优电压矢量； 所述预设阈值为30°。 进一步地，在步骤S2中，所述根据电机三相电流的流向得到死区电压矢量包括：将 两相同步旋转坐标系中两个旋转轴的参考电流通过坐标变换转换为三相静止坐标系中的 三相参考电流，根据所述三相参考电流的流向得到死区电压矢量。 进一步地，在步骤S2还包括：S21，在预设的死区持续时间内，根据所述最优电压矢 量和所述死区电压矢量得到实际作用于电机的电压矢量。 进一步地，在步骤S21之后还包括：步骤S22，将所述参考电压矢量与所述最优电压 矢量之间的电压误差同所述参考电压矢量与所述实际作用于电机的电压矢量之间的电压 误差进行比较，根据比较结果结合所述参考电压所处的扇区将所述死区电压矢量分为第一 组和第二组；所述第一组对传统模型预测电流控制方法(MPCC)有促进作用，所述第二组对 所述MPCC有削弱作用，所述第一组的死区电压矢量的死区持续时间根据预设公式计算得 到，所述第二组的死区电压矢量的死区持续时间设置为预设的固定值，所述固定值为2.5微 秒，根据所述第一组的死区电压矢量的死区持续时间以及所述第二组的死区电压矢量的死 区持续时间计算所述死区电压矢量的占空比。 进一步地，在步骤S3中，所述将所述死区电压矢量与所述最优电压矢量按照预设 时间结合方式作用于逆变器，并由逆变器作用于电机包括： 根据所述死区电压矢量的占空比将所述死区电压矢量与所述最优电压矢量结合 作用于逆变器，并由逆变器作用于电机。 一种电机模型预测电流控制装置，其特征在于，包括： 数据采集模块，用于采集k时刻的实际电流以及两相同步旋转坐标系中两个旋转 轴的参考电流； 数据处理模块，用于根据所述实际电流以及所述两个旋转轴的参考电流计算得到 两个旋转轴的参考电压矢量；将由非零电压矢量组成的电压矢量平面平分为若干个扇区， 5 CN 111600522 A 说　明　书 3/12 页 根据所述参考电压矢量所处的扇区并根据就近原则得到最优电压矢量；在每个控制周期 内，为三相桥臂均配置死区，根据电机三相电流的流向得到死区电压矢量； 执行模块，用于将所述死区电压矢量与所述最优电压矢量按照预设时间结合方式 作用于逆变器，并由逆变器作用于电机。 一种电子设备，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实现如上述实施例所述的方法。 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如上述实施例所述的方法。 本发明的技术效果： 从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的电机模型预测电流控制 方法和装置、电子设备及介质，具体来说是基于死区电压矢量的永磁同步电机模型预测电 流控制方法和装置、电子设备及非暂态计算机可读存储介质，通过快速矢量选择的方式根 据参考电压矢量所处的扇区并根据就近原则从非零矢量中选出最优电压矢量，通过快速矢 量选择的方式获取最优电压矢量避免了在每个周期中枚举八个待选矢量，减小了计算量， 在最优电压矢量的确定过程中，将两个零矢量从待选矢量中排除，即待选矢量只包括留个 非零电压矢量，避免了所选最优电压矢量为零矢量时造成的高幅值的共模电压；在每个控 制周期内，为三相桥臂均配置死区，根据电机三相电流的流向得到死区电压矢量，由于电机 三相电流的流向不会同时大于零或者小于零，因此，死区持续时间内，死区电压矢量不会再 出现零矢量的情况；将得到的死区电压矢量与最优电压矢量按照预设时间结合方式作用于 逆变器，也就是将死区电压矢量的作用时间作为一个变量来进行优化，充分利用了存在于 控制周期中的死区电压矢量，提升了传统模型预测电流控制(MPCC)方法的电流控制性能， 并且改变了传统模型预测电流控制(MPCC)方法的死区配置方式，减小了共模电压峰值，克 服了死区电压矢量等效的零矢量以及待选矢量中的零矢量产生的高幅值共模电压的影响。 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为本说明书的一个实施例示出的电机模型预测电流控制方法的流程示意图。 图2为本说明书的一个优选实施例示出的电机模型预测电流控制方法的流程示意 图。 图3为本说明书的一个实施例示出的非零电压矢量所在平面被平分成6个扇区空 间排布示意图。 图4为本说明书的一个实施例示出的非零电压矢量所在平面被平分成12个扇区的 空间排布示意图。 图5(a)为本说明书的一个实施例示出的逆变器在第k-1周期的开关状态示意图。 图5(b)为本说明书的一个实施例示出的逆变器在第k周期的开关状态示意图。 图6(a)～(f)为死区电压矢量与所选电压矢量为U1(100)的矢量图；(a)死区电压 6 CN 111600522 A 说　明　书 4/12 页 矢量为U2(110)；(b)死区电压矢量为U3(010)；(c)死区电压矢量为U4(011)；(d)死区电压矢 量为U5(001)；(e)死区电压矢量为U6(101)；(f)死区电压矢量为U0(000)。 图7为本说明书的一个整体实施例示出的电机模型预测电流控制方法的流程示意 图； 图8为本说明书的一个实施例示出的电机预测电流控制装置的框图； 图9为本说明书的一个实施例示出的电子设备硬件结构示意图。