一种电力机器人驱动系统的高性能控制方法

摘要

本发明公开了一种电力机器人驱动系统的高性能控制方法，将无位置环、速度控制环、电流控制环、模糊控制器、R-PI调节器和切换式SVPWM技术控制结合在一起，对电力机器人的驱动电机进行控制。本发明方法提高了电力机器人驱动系统的稳定性、精确度和动态响应能力，同时实现了无位置传感器技术。

主权项

一种电力机器人驱动系统的高性能控制方法，其特征在于：将无位置环、速度控制环、电流控制环、模糊控制器、R‑PI调节器和切换式SVPWM技术控制结合在一起，对电力机器人的驱动电机进行控制，具体包括如下步骤：(1)无位置环采用无位置传感器技术，即采用SVPWM的反电动势法对驱动电机的位置信息实时进行检测，采用SVPWM技术控制，每一次PWM周期中都有三种V_m、V_n和V_l不同的电压矢量，其中每一种电压矢量，对应着不同的相电流变化值△i_m、△i_n和△i_l，通过测量不同电压矢量下对应的相电流变化值率，获取反电动势，最后求出机器人驱动电机的位置信息；同时为避免电力机器人的凸极效应的抵赖的误差，对凸极效应所带来的误差进行补偿，根据SVPWM技术带来的线性无关的电压矢量V_m、V_n、V_l对应着不同的响应电流值变i_αβm、i_αβn、i_αβl，根据前后两次线性无关的电压矢量而产生的电流响应值计算出电感矩阵，构建凸极效应补偿观测器，对反电动势进行补偿，使得检测到的位置信息更为精准；(2)将检测到的喂猴子信息经过模型参考归一化算法处理后，得到驱动电机的转速信息，将转速信息传输到速度控制环，其估算速度与给定速度的误差经PI调节器调节后与q轴分量的误差信号一起传输给电流控制环；(3)为准确获得q轴电流误差信号，采用模糊控制器对检测到的q轴电流分量和观测到的q轴电流分量进行模糊化处理，将跟踪误差ε和误差变化率dε作为模糊控制器的输入，并且加入参考模型与校正单元，最终e作为模糊控制器的输出传输给电流控制环；(4)电流控制环采用带有R‑PI调节器的切换式SVPWM技术，R‑PI调节器是将RP和PI调节器结合起来，对SVPWM技术的稳定性和鲁棒性进行改进；采用切换式SVPWM技术，在驱动电机高速运行时，采用传统SVPWM调制，在驱动电机低速运行时，采用9段式SVPWM调制技术使得磁链轨迹尽量逼近理想圆形，反馈信号检测模块将电流互感器测定的相电流信号传输给电流控制环，对电机的输出转矩进行调整。