CN110518855B - 采用自适应与直馈补偿对永磁同步电机角速度控制的方法 - Google Patents

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CN110518855B CN201910909894.9A CN201910909894A CN110518855B CN 110518855 B CN110518855 B CN 110518855B CN 201910909894 A CN201910909894 A CN 201910909894A CN 110518855 B CN110518855 B CN 110518855B
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Abstract

本发明提供了一种采用自适应与直馈补偿对永磁同步电机角速度控制的方法,涉及电机设计与控制技术领域,该方法包括以下步骤:对定子电流进行克拉克变换得到两相静止坐标系中的定子电流;对两相静止坐标系中的定子电流以及转子位置进行帕克变换得到两相旋转坐标系中的定子电流;根据第一电流误差信号,以及第一非线性自适应控制规律设计第二定子电压;根据角速度误差信号设计第二定子电流的期望值;根据第二电流误差信号,以及预设的第二非线性自适应控制规律设计第一定子电压;将第三定子电压以及第四定子电压通过三相逆变器输出至永磁同步电机,以完成对永磁同步电机的角速度的控制。本发明提高了对永磁同步电机的角速度进行控制的精确度。

Description

采用自适应与直馈补偿对永磁同步电机角速度控制的方法
技术领域
本发明涉及电机设计与控制技术领域,具体而言,涉及一种采用自适应与直馈补偿对永磁同步电机角速度控制的方法。
背景技术
永磁同步电机因具有结构简单、运行可靠,宽调速范围以及效率高等优点,在对控制性能要求比较高的伺服系统中得到越来越广泛的应用。
随着微处理器的发展,使得采用复杂算法实现永磁同步电机的智能控制、快速鲁棒控制等成为可能,近年来也引起了越来越多的研发人员的关注。由于永磁同步电机的负载变化时,其转动惯量也会发生较大变换;并且,不同环境条件下使用时,其摩擦系数也会发生改变。
因此,在现有的依靠精确模型参数来设计控制策略技术中,会使得电机在不同的负载以及不同的环境下,能达到的控制精确度较低。
需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用自适应与直馈补偿对永磁同步电机角速度控制的方法,进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的控制精确度较低的问题。
本发明提供一种自适应与直馈补偿对永磁同步电机角速度控制的方法,包括以下步骤:
步骤S10,对永磁同步电机的转子位置、定子电流以及当前电机角速度进行测量,并对所述定子电流进行克拉克变换得到两相静止坐标系中的定子电流;
步骤S20,对所述两相静止坐标系中的定子电流以及所述转子位置进行帕克变换得到两相旋转坐标系中的定子电流;其中,所述两相旋转坐标系包括第一旋转坐标轴以及第二旋转坐标轴;
步骤S30,根据与所述第一旋转坐标轴对应的第一定子电流以及与所述第一旋转坐标轴对应的第一期望定子电流之间的第一电流误差信号,以及预设的第一非线性自适应控制规律设计与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电压;
步骤S40,根据所述当前电机角速度以及期望电机角速度之间的角速度误差信号设计与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电流的期望值;
步骤S50,根据与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电流以及所述第二定子电流的期望值之间的第二电流误差信号,以及预设的第二非线性自适应控制规律设计与所述第一旋转坐标轴对应的第一定子电压;
步骤S60,对所述第一定子电压以及第二定子电压进行帕克逆变换,分别得到与所述两相静止坐标系对应的第一静止坐标轴以及第二静止坐标轴对应的第三定子电压以及第四定子电压,并将所述第三定子电压以及第四定子电压通过三相逆变器输出至所述永磁同步电机,以完成对所述永磁同步电机的角速度的控制。
在本公开的一种示例性实施例中,对所述定子电流进行克拉克变换得到两相静止坐标系中的定子电流包括:
Figure GDA0003037465120000021
其中,iα以及iβ为两相静止坐标系中的定子电流,ia以及ib为所述定子电流。
在本公开的一种示例性实施例中,对所述两相静止坐标系中的定子电流以及所述转子位置进行帕克变换得到两相旋转坐标系中的定子电流包括:
Figure GDA0003037465120000031
其中,θe由所述转子位置θm进行变换得到;其中,θe=pnθm,pn为电机极对数;id以及iq分别为第一旋转坐标轴d轴以及第二旋转坐标轴q轴对应的第一定子电流以及第二定子电流。
在本公开的一种示例性实施例中,根据与所述第一旋转坐标轴对应的第一定子电流以及与所述第一旋转坐标轴对应的第一期望定子电流之间的第一电流误差信号,以及预设的第一非线性自适应控制规律设计与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电包括:
首先,设定第一旋转坐标轴的第一期望定子电流为idc,并对所述第一定子电流id以及第一期望定子电流idc进行比较得到第一旋转坐标轴的第一电流误差信号eid;其中,eid=id-idc
其次,根据第一电流误差信号,以及预设的第一非线性自适应控制规律设计与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电压uq;其中:
uq=k1eid+k2seid+uq1+uq2+uq3
其中,k1、k2是控制参数,可以自由调节;seid为第一电流误差信号的积分项、uq1为第一电流误差信号的非线性项、uq2为第一电流误差信号的直接补偿项、uq3为第一电流误差信号的自适应补偿项;并且:
seid=∫eiddt;其中,dt为对时间信号的积分;
uq1=k3f1ei+k4f2ei
uq2=k5id+k6iq
Figure GDA0003037465120000041
其中,k3、k4、k5以及k6为控制参数,可以自行调节;f1ei以及f2ei为第一电流误差信号的非线性函数;
Figure GDA0003037465120000042
以及
Figure GDA0003037465120000043
为自适应参数;并且有:
Figure GDA0003037465120000044
Figure GDA0003037465120000045
Figure GDA0003037465120000046
Figure GDA0003037465120000047
其中,ε1、ε2、k7、k8、k9以及k10为控制参数,可以自行调节;dt为对时间信号的积分。
在本公开的一种示例性实施例中,根据所述当前电机角速度以及期望电机角速度之间的角速度误差信号设计与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电流的期望值包括:
首先,设定期望电机角速度为ωmc,对所述当前电机角速度ωm与期望电机角速度为ωmc进行比较得到电机的角速度误差信号,记为eω,其中:eω=ωmmc
其次,根据角速度误差信号eω,构造角速度误差积分信号,记为s;其中:s=∫eωdt,dt表示对时间信号积分;
最后,根据角速度误差信号以及角速度误差积分信号设计第二旋转坐标轴对应的第二定子电流的期望值iqc;其中:
Figure GDA0003037465120000051
其中,k11、k12以及k13为控制参数,可以自行调节;
Figure GDA0003037465120000052
为所述角速度误差信号的自适应估计值;并且有:
Figure GDA0003037465120000053
其中,dt表示对时间信号积分。
在本公开的一种示例性实施例中,根据与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电流以及所述第二定子电流的期望值之间的第二电流误差信号,以及预设的第二非线性自适应控制规律设计与所述第一旋转坐标轴对应的第一定子电压包括:
首先,计算第二定子电流以及第二定子电流的期望值之间的第二电流误差信号eiq;其中:eiq=iq-iqc
其次,第二电流误差信号以及预设的第二非线性自适应控制规律设计与第一旋转坐标轴对应的第一定子电压ud;其中:
ud=k14eiq+k15seiq+ud1+ud2+ud3
其中,k14以及k15为控制参数,可以自行调节;seiq为第二电流误差信号的积分项;ud1为第二电流误差信号的非线性项;ud2为第二电流误差信号的自适应补偿项;ud3为所述当前电机角速度与第二定子电流的自适应补偿项;并且有:
seiq=∫eiqdt;其中,dt表示对时间信号积分;
ud1=k16f3ei+k17f4ei
Figure GDA0003037465120000061
Figure GDA0003037465120000062
其中,k16、k17、k18以及k19为控制参数,可以自行调整;f3ei以及f4ei第二电流误差信号的非线性函数;pn为电机极对数;
Figure GDA0003037465120000063
以及
Figure GDA0003037465120000064
为自适应参数;并且有:
Figure GDA0003037465120000065
Figure GDA0003037465120000066
Figure GDA0003037465120000067
Figure GDA0003037465120000068
其中,ε3以及ε4为控制参数,可以自行调节;k20、k21、k22以及k23为控制参数,可以自行调节;dt表示对时间信号积分。
本发明提供的一种采用自适应与直馈补偿对永磁同步电机角速度控制的方法中,一方面,仅测量永磁同步电机的角速度、角位置与三相电流中的两相,而无需精确知道电机的电感参数、转动惯量参数、负载情况等,采用自适应与直馈补偿相结合的方法实现永磁电机的角速度精确控制。该控制方法具有很好的鲁棒性,能够适应外接负载的不同变化以及电机摩擦系数的变化,因此具有很高的工程实用价值。另一方面,提出了一种首先由比例积分与直馈补偿对角速度进行初步控制,再融入自适应方法,对模型未知信息部分进行估计,从而综合形成了整套复合控制方案,实现永磁同步电机对给得角速度的跟踪,提高了对永磁同步电机的角速度进行控制的精确度。可以在控制策略的形成中,除了测量的信息,完全不需要依赖电机模型的具体参数,同时使得整个控制方案对电机模型参数变换不敏感,也使得在负载变化时,采用本发明方法,仍然具有较好的控制效果。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种采用自适应与直馈补偿对永磁同步电机角速度控制的方法的流程图。
图2是本发明实施例所提供方法的同步电机d轴定子电流跟踪期望值0的曲线。
图3是本发明实施例所提供方法的自适应参数
Figure GDA0003037465120000071
的估计曲线。
图4是本发明实施例所提供方法的自适应参数
Figure GDA0003037465120000072
的估计曲线。
图5是本发明实施例所提供方法的q轴定子电流的期望值iqc曲线。
图6是本发明实施例所提供方法的q轴定子电流iq的的实际值跟踪期望值iqc曲线。
图7是本发明实施例所提供方法的永磁同步电机的角速度跟踪期望值曲线。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反,提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本发明的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下,不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本发明的各方面变得模糊。
本发明是关于一种采用自适应与直馈补偿对永磁同步电机角速度控制的方法,属于电机设计与控制技术领域,该方法包括以下步骤:测量永磁同步电机的转子的位置、角速度与三相电流;根据测量的三相电流进行Clarke变换与Park变换得到两相旋转坐标系下的定子电流;根据采用直馈补偿与非线性自适应相结合的方法设计一轴定子电压与定子电流的期望值,最后采用比例积分与非线性自适应方法设计另一轴定子电压,再进行Park逆变换后输送给永磁同步电机进行控制,实现电机角速度的稳定控制。由于永磁同步电机的结构参数与摩擦系数难以准确测量,而且负载情况导致的转动惯量变化也无法准确预测,因此本发明所提供方法只需采用常规技术测量电机的电流、转子位置与速度,而不需要电机模型的准确参数值,即可实现永磁同步电机角速度的准确控制,而且具有很好的适应性。
以下,结合具体的实施例对本发明涉及的一种采用自适应与直馈补偿对永磁同步电机角速度控制的方法进行详细的解释以及说明。参考图1所示,该采用自适应与直馈补偿对永磁同步电机角速度控制的方法可以包括以下步骤:
步骤S10,对永磁同步电机的转子位置、定子电流以及当前电机角速度进行测量,并对所述定子电流进行克拉克变换得到两相静止坐标系中的定子电流。
具体的,首先,可以通过位置/速度检测传感单元,测量永磁同步电机的转子位置以及永磁同步电机的当前电机角速度。其中,转子位置记为θm,当前电机角速度记为ωm;其次,通过霍尔电流传感器检测永磁同步电机的定子电流,具体的,三相电流信号,分别记作ia、ib以及ic
进一步的,对上述定子电流进行Clarke(克拉克)变换,得到两相静止坐标系中的定子电流,可以分别记为:iα、iβ。其中,Clarke变换定义如下:
Figure GDA0003037465120000091
步骤S20,对所述两相静止坐标系中的定子电流以及所述转子位置进行帕克变换得到两相旋转坐标系中的定子电流;其中,所述两相旋转坐标系包括第一旋转坐标轴以及第二旋转坐标轴。
具体的,对两相静止坐标系中的定子电流以及所述转子位置进行Prak(帕克)变换得到两相旋转坐标系中的定子电流可以包括:
Figure GDA0003037465120000092
其中,θe由转子位置θm进行变换得到;其中,θe=pnθm,pn为电机极对数;id以及iq分别为第一旋转坐标轴d轴以及第二旋转坐标轴q轴对应的第一定子电流以及第二定子电流。
步骤S30,根据与所述第一旋转坐标轴对应的第一定子电流以及与所述第一旋转坐标轴对应的第一期望定子电流之间的第一电流误差信号,以及预设的第一非线性自适应控制规律设计与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电压。
具体的,首先,设定第一旋转坐标轴的第一期望定子电流为idc;然后,根据上述Park变换后得到的第一定子电流id进行比较得到第一旋转坐标轴的第一电流误差信号eid;其中,eid=id-idc
其次,第一电流误差信号,以及预设的第一非线性自适应控制规律设计与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电压uq。其中:
uq=k1eid+k2seid+uq1+uq2+uq3
其中,k1、k2是控制参数,可以自由调节;seid为第一电流误差信号的积分项、uq1为第一电流误差信号的非线性项、uq2为第一电流误差信号的直接补偿项、uq3为第一电流误差信号的自适应补偿项;并且:
seid=∫eiddt;其中,dt为对时间信号的积分;
uq1=k3f1ei+k4f2ei
uq2=k5id+k6iq
Figure GDA0003037465120000101
其中,k3、k4、k5以及k6为控制参数,可以自行调节;f1ei以及f2ei为第一电流误差信号的非线性函数;
Figure GDA0003037465120000102
以及
Figure GDA0003037465120000103
为自适应参数;并且有:
Figure GDA0003037465120000104
Figure GDA0003037465120000105
Figure GDA0003037465120000106
Figure GDA0003037465120000111
其中,ε1、ε2、k7、k8、k9以及k10为控制参数,可以自行调节;dt为对时间信号的积分。
步骤S40,根据所述当前电机角速度以及期望电机角速度之间的角速度误差信号设计与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电流的期望值。
具体的,首先,设定期望电机角速度为ωmc,对上述当前电机角速度ωm与期望电机角速度为ωmc进行比较得到电机的角速度误差信号,记为eω,其中:eω=ωmmc
其次,根据角速度误差信号eω,构造角速度误差积分信号,记为s。其中:s=∫eωdt,dt表示对时间信号积分。
最后,根据角速度误差信号以及角速度误差积分信号设计第二旋转坐标轴对应的第二定子电流的期望值iqc。其中:
Figure GDA0003037465120000112
其中,k11、k12以及k13为控制参数,可以自行调节;
Figure GDA0003037465120000114
为所述角速度误差信号的自适应估计值;并且有:
Figure GDA0003037465120000113
其中,dt表示对时间信号积分。
步骤S50,根据与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电流以及所述第二定子电流的期望值之间的第二电流误差信号,以及预设的第二非线性自适应控制规律设计与所述第一旋转坐标轴对应的第一定子电压。
具体的,首先,计算第二定子电流以及第二定子电流的期望值之间的第二电流误差信号eiq。其中:eiq=iq-iqc
其次,第二电流误差信号以及预设的第二非线性自适应控制规律设计与第一旋转坐标轴对应的第一定子电压ud。其中:
ud=k14eiq+k15seiq+ud1+ud2+ud3
其中,k14以及k15为控制参数,可以自行调节;seiq为第二电流误差信号的积分项;ud1为第二电流误差信号的非线性项;ud2为第二电流误差信号的自适应补偿项;ud3为所述当前电机角速度与第二定子电流的自适应补偿项;并且有:
seiq=∫eiqdt;其中,dt表示对时间信号积分;
ud1=k16f3ei+k17f4ei
Figure GDA0003037465120000121
Figure GDA0003037465120000122
其中,k16、k17、k18以及k19为控制参数,可以自行调整;f3ei以及f4ei第二电流误差信号的非线性函数;pn为电机极对数;
Figure GDA0003037465120000123
以及
Figure GDA0003037465120000124
为自适应参数;并且有:
Figure GDA0003037465120000125
Figure GDA0003037465120000126
Figure GDA0003037465120000127
Figure GDA0003037465120000128
其中,ε3以及ε4为控制参数,可以自行调节;k20、k21、k22以及k23为控制参数,可以自行调节;dt表示对时间信号积分。
步骤S60,对所述第一定子电压以及第二定子电压进行帕克逆变换,分别得到与所述两相静止坐标系对应的第一静止坐标轴以及第二静止坐标轴对应的第三定子电压以及第四定子电压,并将所述第三定子电压以及第四定子电压通过三相逆变器输出至所述永磁同步电机,以完成对所述永磁同步电机的角速度的控制。
具体的,对第一定子电压以及第二定子电压进行Park逆变换,得到两相静止坐标系中的α、β轴(第一静止坐标轴以及第二静止坐标轴)对应的定子电压uα(第三定子电压)、uβ(第四定子电压)。其中,Park逆变换的定义如下:
Figure GDA0003037465120000131
其次,将第三定子电压以及第四定子电压通过三相逆变器输出至所述永磁同步电机,控制永磁同步电机的当前电机角速度达到期望电机角速度。
最后,根据系统的响应情况,进行全部参数k1至k23的调试,选取合适的控制参数,最终完成对永磁同步电机的当前电机角速度的控制。
案例实施与计算机仿真模拟结果分析
首先,设定第一定子电流的期望值为idc=0。
其次,各控制参数选取如下:k1=-250、k2=-200、k3=-100、k4=-100、k5=-100、k6=100、k7=30、k8=20、k9=30、k10=20、ε1=0.5、ε2=0.8。最终第一定子电流跟踪期望值0的情况见附图2所示。可见第一定子电流大约在5s后跟踪至期望值0,跟踪情况良好。自适应参数
Figure GDA0003037465120000132
的估计曲线如图3与图4所示。
进一步的,设定永磁同步电机的期望电机角速度ωmc=31.4rad/s,选取k11=-250、k12=-250、k13=20。最终q轴定子电流的期望值iqc曲线如图5所示。
更进一步的,选取k14=-15、k15=-20、k16=-5、k17=-3、k18=3、k19=25、k20=1、k21=0.5、k22=1、k23=0.5、ε3=0.6、ε4=0.3,最终q轴定子电流iq的的实际值跟踪期望值iqc的情况如图6所示。其中,601为实际值,602曲线为期望值iqc,可见稳态情况下,两者能够很好地精准跟踪。
最后,最终永磁同步电机的角速度跟踪期望值情况如图7所示。可见最终永磁同步电机的角速度能够比较准确地跟踪期望角速度ωmc=31.4rad/s。可见本发明所提供方法是正确与有效的。
在上述基础上,考虑具体不同永磁同步电机负载大小的变化、电机摩擦系数的变化,可以对上述参数进行微调,最终确定永磁同步电机的全套参数,从而完成过采用非线性柔化PI加直馈补偿控制永磁同步电机的方法设计。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这类的发明后,将容易想到本发明的其他实施例。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未指明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

Claims (3)

1.一种采用自适应与直馈补偿对永磁同步电机角速度控制的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S10,对永磁同步电机的转子位置、定子电流以及当前电机角速度进行测量,并对所述定子电流进行克拉克变换得到两相静止坐标系中的定子电流;
步骤S20,对所述两相静止坐标系中的定子电流以及所述转子位置进行帕克变换得到两相旋转坐标系中的定子电流;其中,所述两相旋转坐标系包括第一旋转坐标轴以及第二旋转坐标轴;
步骤S30,根据与所述第一旋转坐标轴对应的第一定子电流以及与所述第一旋转坐标轴对应的第一期望定子电流之间的第一电流误差信号,以及预设的第一非线性自适应控制规律设计与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电压;
步骤S40,根据所述当前电机角速度以及期望电机角速度之间的角速度误差信号设计与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电流的期望值;
步骤S50,根据与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电流以及所述第二定子电流的期望值之间的第二电流误差信号,以及预设的第二非线性自适应控制规律设计与所述第一旋转坐标轴对应的第一定子电压;
步骤S60,对所述第一定子电压以及第二定子电压进行帕克逆变换,分别得到与所述两相静止坐标系对应的第一静止坐标轴以及第二静止坐标轴对应的第三定子电压以及第四定子电压,并将所述第三定子电压以及第四定子电压通过三相逆变器输出至所述永磁同步电机,以完成对所述永磁同步电机的角速度的控制;
其中,对所述定子电流进行克拉克变换得到两相静止坐标系中的定子电流包括:
Figure FDA0003037465110000021
其中,iα以及iβ为两相静止坐标系中的定子电流,ia以及ib为所述定子电流;
对所述两相静止坐标系中的定子电流以及所述转子位置进行帕克变换得到两相旋转坐标系中的定子电流包括:
Figure FDA0003037465110000022
其中,θe由所述转子位置θm进行变换得到;其中,θe=pnθm,pn为电机极对数;id以及iq分别为第一旋转坐标轴d轴以及第二旋转坐标轴q轴对应的第一定子电流以及第二定子电流;
根据与所述第一旋转坐标轴对应的第一定子电流以及与所述第一旋转坐标轴对应的第一期望定子电流之间的第一电流误差信号,以及预设的第一非线性自适应控制规律设计与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电压包括:
首先,设定第一旋转坐标轴的第一期望定子电流为idc,并对所述第一定子电流id以及第一期望定子电流idc进行比较得到第一旋转坐标轴的第一电流误差信号eid;其中,eid=id-idc
其次,根据第一电流误差信号,以及预设的第一非线性自适应控制规律设计与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电压uq;其中:
uq=k1eid+k2seid+uq1+uq2+uq3
其中,k1、k2是控制参数,可以自由调节;seid为第一电流误差信号的积分项、uq1为第一电流误差信号的非线性项、uq2为第一电流误差信号的直接补偿项、uq3为第一电流误差信号的自适应补偿项;并且:
seid=∫eiddt;其中,dt为对时间信号的积分;
uq1=k3f1ei+k4f2ei
uq2=k5id+k6iq
Figure FDA0003037465110000031
其中,k3、k4、k5以及k6为控制参数,可以自行调节;f1ei以及f2ei为第一电流误差信号的非线性函数;
Figure FDA0003037465110000032
以及
Figure FDA0003037465110000033
为自适应参数;并且有:
Figure FDA0003037465110000034
Figure FDA0003037465110000035
Figure FDA0003037465110000036
Figure FDA0003037465110000037
其中,ε1、ε2、k7、k8、k9以及k10为控制参数,可以自行调节;dt为对时间信号的积分。
2.根据权利要求1所述的采用自适应与直馈补偿对永磁同步电机角速度控制的方法,其特征在于,根据所述当前电机角速度以及期望电机角速度之间的角速度误差信号设计与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电流的期望值包括:
首先,设定期望电机角速度为ωmc,对所述当前电机角速度ωm与期望电机角速度为ωmc进行比较得到电机的角速度误差信号,记为eω,其中:eω=ωmmc
其次,根据角速度误差信号eω,构造角速度误差积分信号,记为s;其中:s=∫eωdt,dt表示对时间信号积分;
最后,根据角速度误差信号以及角速度误差积分信号设计第二旋转坐标轴对应的第二定子电流的期望值iqc;其中:
Figure FDA0003037465110000041
其中,k11、k12以及k13为控制参数,可以自行调节;
Figure FDA0003037465110000043
为所述角速度误差信号的自适应估计值;并且有:
Figure FDA0003037465110000042
其中,dt表示对时间信号积分。
3.根据权利要求2所述的采用自适应与直馈补偿对永磁同步电机角速度控制的方法,其特征在于,根据与所述第二旋转坐标轴对应的第二定子电流以及所述第二定子电流的期望值之间的第二电流误差信号,以及预设的第二非线性自适应控制规律设计与所述第一旋转坐标轴对应的第一定子电压包括:
首先,计算第二定子电流以及第二定子电流的期望值之间的第二电流误差信号eiq;其中:eiq=iq-iqc
其次,根据第二电流误差信号以及预设的第二非线性自适应控制规律设计与第一旋转坐标轴对应的第一定子电压ud;其中:
ud=k14eiq+k15seiq+ud1+ud2+ud3
其中,k14以及k15为控制参数,可以自行调节;seiq为第二电流误差信号的积分项;ud1为第二电流误差信号的非线性项;ud2为第二电流误差信号的自适应补偿项;ud3为所述当前电机角速度与第二定子电流的自适应补偿项;并且有:
seiq=∫eiqdt;其中,dt表示对时间信号积分;
ud1=k16f3ei+k17f4ei
Figure FDA0003037465110000051
Figure FDA0003037465110000052
其中,k16、k17、k18以及k19为控制参数,可以自行调整;f3ei以及f4ei第二电流误差信号的非线性函数;pn为电机极对数;
Figure FDA0003037465110000053
以及
Figure FDA0003037465110000054
为自适应参数;并且有:
Figure FDA0003037465110000055
Figure FDA0003037465110000056
Figure FDA0003037465110000057
Figure FDA0003037465110000058
其中,ε3以及ε4为控制参数,可以自行调节;k20、k21、k22以及k23为控制参数,可以自行调节;dt表示对时间信号积分。
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