超高速永磁同步电机转速自适应鲁棒控制系统及方法

摘要

本发明涉及一种超高速永磁同步电机转速自适应鲁棒控制系统及方法，方法包括：采用无传感器转速估计算法确定电机转速估计值、电机转速误差值，采用自适应鲁棒转速控制算法确定相应控制量；通过电机三相电流、三相电压确定定子磁链和转矩反馈值、磁链误差和转矩误差；进行电压矢量选择，得到基本电压控制信号；采用无传感器转速估计算法确定转子位置信息，采用死区补偿算法得到三相补偿电压；将电压矢量选择模块输出的基本电压控制信号与三相补偿电压相结合，对电机进行PWM控制；重复上述步骤，直至电机转速达到指标。本发明通过对转速估计算法、自适应鲁棒速度控制算法和死区补偿算法，有效实现超高速永磁同步电机快速、平稳、可靠的转速控制。

主权项

一种超高速永磁同步电机转速自适应鲁棒控制系统，其特征在于，包括自适应鲁棒控制器、电压矢量选择模块、死区补偿模块、PWM控制模块、CLARK变换器、旋转变换器、定子磁链计算模块、转矩计算模块和无传感器转速估计模块；所述自适应鲁棒控制器用于对电机转速进行控制，其输入为无传感器转速估计模块输出转速与设定转速的误差值，输出控制信号至电压矢量选择模块；所述电压矢量选择模块用于确定基本电压控制信号，其输入为自适应鲁棒控制器输出值、定子磁链计算模块输出值与定子磁链设定值的误差值、转矩计算模块输出值与转矩设定值的误差值，输出基本电压控制信号至PWM控制模块和死区补偿模块；所述死区补偿模块用于计算三相补偿电压，补偿死区效应造成的电流畸变，其输入为电压矢量选择模块输出的基本电压控制信号和无传感器转速估计模块输出的位置信号，输出三相补偿电压至PWM控制模块；所述PWM控制模块用于控制电机转速，其输入为电压矢量选择模块输出的基本电压控制信号和死区补偿输出的三相补偿电压，其输出三相电流信息至电机；所述CLARK变换器用于将三相坐标系下的信号转化成静止两相正交坐标系αβ下的信号；CLARK变换器的输入为电机的三相电流信号和三相电压信号，输出静止两相正交坐标系下电流值和电压值至定子磁链计算模块；所述旋转变换器用于将三相坐标系下的电流信号转化成旋转正交坐标系dq下的电流信号；旋转变换器的输入为静止三相坐标系下电机的电流值，输出旋转正交坐标系dq下电流值至转矩计算模块；所述定子磁链计算模块用于计算定子磁链，定子磁链计算模块输入为CLARK变换器计算出的静止两相正交坐标系αβ下的电流值和电压值，输出定子磁链与定子磁链设定值比较，其误差值输送至电压矢量选择模块；所述转矩计算模块用于计算转矩，转矩计算模块输入为旋转变换器计算出的旋转正交坐标系dq下的电流信号，输出的转矩与转矩设定值比较，其误差值输送至电压矢量选择模块；所述无传感器转速估计模块用于在线辨识电机转速；无传感器转速估计模块输入为电机的三相电流、电压信号，输出转速估计值和位置信息，位置信息输送至死区补偿模块，转速估计值与转速设定值比较，误差值输送至自适应鲁棒控制器。