電機弱磁控制的常用方法有哪些？（FJH）

以下是一些電機弱磁控制的常用方法：

基于電流調節的方法

• 直軸電流給定法：通過直接給定直軸電流的大小來削弱磁場。在永磁同步電機中，根據電機的數學模型和控制要求，計算出在不同轉速和負載條件下需要的直軸電流值，然后將其作為給定值輸入到電流控制器中，從而產生相應的弱磁效果。這種方法簡單直接，但對電機參數的準確性要求較高.

• 電流矢量控制法：將定子電流矢量分解為直軸電流和交軸電流兩個分量，通過控制直軸電流來實現弱磁控制。常用的有****轉矩電流比控制（MTPA）和弱磁控制相結合的方法。在低速時，采用 MTPA 控制，使電機在輸出給定轉矩的情況下電流最小，提高效率；在高速需要弱磁時，逐漸增加直軸電流的負向分量，以削弱磁場，提高轉速.

基于電壓調節的方法

• 電壓外環控制法：構建一個電壓外環控制器，將電機的實際輸出電壓與給定電壓進行比較，通過 PI 控制器等調節手段，輸出直軸電流的給定值，進而實現弱磁控制。該方法能夠有效地應對電機參數變化和負載擾動，具有較好的魯棒性，但需要合理地設計電壓外環的參數，以確保系統的穩定性和動態性能.

• 直接輸出電壓幅值分配控制：在弱磁區，根據電機的電壓方程直接重新分配直軸電壓和交軸電壓，或者將交軸電流環輸出直軸電壓，將直軸電流環輸出交軸電壓等，以重新分配交直軸電流環的積分項，無需直軸電流給定值，從而實現弱磁控制.

• 輸出電壓角度 PI 控制：類似于單個電流環控制方案，交軸電流環輸出電壓角度，直軸電流環輸出電壓幅值，并保持幅值一直處于飽和狀態附近，無需直軸電流給定值，通過對電壓角度和幅值的控制來實現弱磁升速.

數值計算方法

• 離線計算法：基于電機的數學模型，在離線狀態下通過代數方程求解等方式，預先計算出不同轉速、轉矩等工況下的弱磁電流和電壓參考值，并將這些數據存儲在控制器中。在實際運行時，根據當前的運行工況，通過查表等方式獲取相應的參考值來進行弱磁控制。這種方法簡單易行，適用于對成本要求較高、計算資源有限的場合，但無法實時適應電機參數的變化.

• 在線計算法：利用電機的實時運行數據，如轉速、電流、電壓等，結合電機的數學模型，在線實時計算出弱磁控制所需的電流和電壓參考值。該方法能夠更好地適應電機參數的變化和負載的擾動，但對控制器的計算能力要求較高，通常需要使用高性能的微處理器或數字信號處理器來實現.

智能控制方法

• 模糊控制：模糊控制不需要精確的電機數學模型，而是基于模糊規則和模糊推理來實現對弱磁電流或電壓的控制。通過將電機的運行狀態，如轉速偏差、電流偏差等模糊化，然后根據預先設定的模糊規則進行推理，得到相應的控制量，實現弱磁控制。模糊控制具有較強的魯棒性和適應性，能夠有效地應對電機參數變化和非線性因素的影響.

• 神經網絡控制：神經網絡具有強大的非線性映射能力和自學習能力，可以通過對大量的電機運行數據進行學習和訓練，建立起輸入輸出之間的非線性關系，從而實現對弱磁控制的優化。神經網絡控制能夠自動調整控制參數，以適應不同的運行工況和電機參數變化，但需要大量的訓練數據和較長的訓練時間.

混合控制方法

• 前饋反饋混合控制：將前饋弱磁控制和反饋弱磁控制相結合。前饋弱磁控制根據電機的轉速和負載等信息，預先計算出所需的弱磁電流或電壓，并直接作用于控制系統，以提高系統的響應速度；反饋弱磁控制則通過對電機實際運行狀態的監測和反饋，如輸出電壓、電流等，對前饋控制的結果進行修正和補償，以提高控制精度和穩定性。這種混合控制方法結合了前饋控制和反饋控制的優點，能夠在保證系統響應速度的同時，提高控制性能.

• 模型預測控制與其他控制方法結合：模型預測控制（MPC）通過預測電機未來的運行狀態，并根據設定的優化目標和約束條件，計算出****的控制序列。將 MPC 與電流矢量控制、電壓控制等方法相結合，可以充分發揮 MPC 的優化能力和其他控制方法的優點，實現更精確、更高效的弱磁控制。例如，在 MPC 的框架下，將電流矢量控制的電流參考值作為預測模型的輸入，通過優化計算得到****的電壓矢量，從而實現弱磁控制和轉矩控制的協同優化