一种采用新型过渡过程的容错永磁电机速度控制方法

摘要

本发明公开了一种采用新型过渡过程的容错永磁电机速度控制方法，属于永磁电机速度控制技术领域，根据电机矢量控制系统所允许的物理最大加速度安排一个快速且平稳的过渡过程，并且利用线性自抗扰控制器对加速度进行实时补偿，使电机在整个动态过程中实现无超调快速响应；此外，还设计了针对容错永磁电机的线性自抗扰控制器，除了跟踪微分器外，需调节的参数只有一个观测器带宽值ω₀，简化了控制器设计难度。通过实验验证表明，相对于传统PI控制器来说，本发明设计的新型控制器具有很强的抗扰动能力，且缩短了系统响应扰动的时间。

主权项

一种采用新型过渡过程的容错永磁电机速度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，给定电机转速值n^*，设计一种新型过渡过程的跟踪微分器，获得电机转速实时给定值v₁；所述跟踪微分器根据电机动态特性安排过渡过程，依据转速给定n^*合理的安排实时转速给定值v₁，将此过渡过程函数表示为：$\left\{\begin{array}{c}{\stackrel{·}{v}}_1=v_2\\ {\stackrel{·}{v}}_2=k^2(n^{*}-v_1)-2{\mathrm{kv}}_2\end{array}\right.$其中，n^*为转速给定值，v₁为转速过渡信号，v₂为过渡信号的微分信号，k是根据电机动态特性而设计的快速因子；S2，通过光电编码器获得永磁同步电机的转子位置θ，通过光电编码器获得容错永磁电机转子位置θ，然后经过5s/2r坐标变换模块将相电流转变为d‑q电流，采用2r/2s坐标变换模块将d‑q轴电压转变为α‑β轴电压，并计算出转速n；S3，根据转速给定值v₁和转速反馈值n对速度环线性自抗扰控制器进行设计，速度环线性自抗扰控制器中的线性扩张状态观测器是对永磁同步电机控制系统的转速输出和系统总扰动进行观测，得出转速观测值z₁和扰动估计值z₂，最后给出线性自抗扰控制器的相关控制参数；S4，将由线性自抗扰控制器得到的控制信号u(即交轴电流给定值)作为内环q轴电流控制器的给定，进而实现电机调速控制，经旋转坐标系到静止坐标系的变换得到静止坐标系α‑β轴的电压U_α、U_β，将其送入空间电压矢量SVPWM调制模块产生电机各相的PWM波信号，实现电机的转速控制。