一种基于模型预测的矿车发电机励磁控制方法和系统

专利主权项内容

1.一种基于模型预测的矿车发电机励磁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用Matlab工具对矿车发电机励磁控制电路进行建模仿真处理，以获取仿真电路模型；其中矿车发电机励磁控制主电路包括踏板、发动机、传动部分、发电机、以及三相逆变器，踏板与发动机连接，传动部分连接发动机与发电机，发电机与三相逆变器连接；(2)对步骤(1)得到的仿真电路模型进行一个工频周期内的电气量检测和采样，以获取仿真电路模型中踏板的行程角度θ、发电机的电磁转矩T、发电机的转速n、发电机的输出功率P、发电机转子的角度位置发动机的转速n、发动机转子的角度位置/>以及发动机的输出功率P、发电机中的励磁电流i。egerrf(3)根据预先建立的车速-发动机转速对应表、以及换挡杆位置-发动机转速-踏板的行程角度θ对应表，获取在步骤(2)获取的车速V和换挡杆位置F的情况下，发动机的转速的参考值n和踏板的行程角度的参考值θ。refref(4)根据步骤(2)获取的踏板的行程角度θ，发电机的电磁转矩T、发电机的转速n，发电机的输出功率P，发电机转子的角度位置发动机的转速n，发动机转子的角度位置/>发动机的输出功率P，以及步骤(3)得到的发电机转速参考值T和踏板行程角度参考值θ，获取发电机的状态空间模型、传动部分的状态空间模型、以及发电机内部转子和踏板的状态空间模型，并根据上述三种状态空间模型获取完整状态空间模型和矿用发电机励磁控制电路的输出部分；egerrgrefref(5)获取步骤(4)获取的完整状态空间模型和矿用发电机励磁控制电路的输出部分的仿射模型，对其进行离散化处理，以获取离散化模型和预测表达式，根据该预测表达式对离散化模型进行约束限制并且加入约束违反裕度ε，以获取具有软约束的二次规划模型，根据二次规划模型构建最小化代价目标函数，并根据得到的最小化代价目标函数进行二次规划，以获取优化后的踏板的行程角度θ、发电机的电磁转矩T、发电机的转速n、发电机的输出功率P、以及发动机的转速n。*g*g*e*r*(6)根据步骤(4)得到的优化后的发电机的输出功率P获取励磁电流I。e*f(7)根据步骤(4)得到的优化后的发电机的电磁转矩T以及步骤(6)得到的励磁电流I，获取dq坐标系下发电机输出的调制电流信号i和i。g*fqd(8)对步骤(7)得到的调制电流信号i和i先后进行dq-abc变换和脉冲宽度调制调制，以获取矿车发电机励磁控制主电路的三相逆变器中桥式电路的指令信号，并通过该指令信号控制三相逆变器将输出的电压电流信号输入发电机，以控制发电机按照步骤(5)得到的优化后的发电机的电磁转矩T、发电机的转速n、以及发电机的输出功率P运行。qdg*g*e*