CN115694282B - 永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法 - Google Patents
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Abstract
永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，属于电机控制技术领域。本发明针对现有采用傅里叶变换方法从转速波动中提取负载转矩扰动信息的方法每测试一次补偿幅值以及补偿角度只能针对单次波动进行补偿，不能适用于所有工况的问题。包括：根据压缩机估计转速与转速环给定值获得压缩机转速估计误差；结合傅里叶展开式得到压缩机转速估计误差中的基波正余弦分量幅值和除基波外其它频次谐波正余弦分量；计算得到基于幅值的q轴电流补偿值；压缩机转速估计误差再通过转速环比例积分控制器得到基于比例积分控制的q轴电流补偿值；由基于幅值的q轴电流补偿值和基于比例积分控制的q轴电流补偿值得到负载转矩扰动电流补偿值。本发明用于抑制负载转矩扰动。
Description
技术领域
本发明涉及永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，属于电机控制技术领域。
背景技术
永磁同步电机以其高效率、高功率密度等优势在工业生产等领域得到了广泛应用，在家用变频空调系统中常用其作为室外压缩机使用。受单转子压缩机工作特性的影响，其驱动系统存在显著的波动性负载转矩扰动，如不加以抑制，会导致压缩机运行转速波动增加，空调整机运行振动噪声增大，从而导致空调系统故障。
工业应用中，常采用傅里叶变换方法从转速波动中提取负载转矩扰动信息，该方法具有结构简单、参数易调节等优势。但是，傅里叶变换方法为开环方法，需要离线测试补偿幅值以及补偿角度。而由于在不同的压缩机转速指令以及控制器的转速环带宽设置下，控制系统引入的相位延迟会发生改变，使得开环傅里叶方法需要在不同工况下及控制器参数设置下重新测试补偿幅值及角度，大大增加了工作量。同时，不同于常规永磁同步电机控制，单转子空调压缩机低频波动性负载转矩扰动以及死区等非理想因素引入的其它频次转矩扰动给系统控制性能提出了更高的要求，开环傅里叶方法仅仅针对单次波动进行补偿，为了消除多频次谐波，需要采用补偿网络的方式对各频次谐波进行消除，这样做极大地增加了工作量以及主控芯片的计算负担，因此提出在永磁同步压缩机驱动系统中的负载转矩扰动抑制方法具有重要的理论和实际意义。
发明内容
针对现有采用傅里叶变换方法从转速波动中提取负载转矩扰动信息的方法每测试一次补偿幅值以及补偿角度只能针对单次波动进行补偿，不能适用于所有工况的问题，本发明提供一种永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法。
本发明的一种永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，包括，
根据压缩机估计转速与转速环给定值获得压缩机转速估计误差；
根据压缩机估计转速的傅里叶展开式，将压缩机转速估计误差分别与转子位置角的正弦分量与余弦分量相乘，结果再经低通滤波器滤波得到压缩机转速估计误差中的基波正弦分量幅值和基波余弦分量幅值；
再根据压缩机估计转速的傅里叶展开式，提取压缩机转速估计误差中除基波外其它频次谐波正弦分量和其它频次谐波余弦分量；
根据基波正弦分量幅值和基波余弦分量幅值以及其它频次谐波正弦分量和其它频次谐波余弦分量计算获得基于幅值的q轴电流补偿值；将压缩机转速估计误差通过转速环比例积分控制器进行处理获得基于比例积分控制的q轴电流补偿值；由基于幅值的q轴电流补偿值和基于比例积分控制的q轴电流补偿值得到负载转矩扰动电流补偿值；
将负载转矩扰动电流补偿值注入q轴电流中对压缩机进行控制，实现对负载转矩扰动的抑制。
根据本发明的永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，压缩机转速估计误差表示为ε：
式中ωm为压缩机估计转速，
为转速环给定值，t为时间。
根据本发明的永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，压缩机估计转速的傅里叶展开式如下：
式中ωm0为压缩机估计转速直流分量，N表示谐波次数，
为压缩机估计转速傅里叶分解第N次谐波成分正弦分量幅值，
为压缩机估计转速傅里叶分解第N次谐波成分余弦分量幅值。
根据本发明的永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，将压缩机转速估计误差分别与转子位置角的正弦分量与余弦分量相乘得到以下表达式：
式中ωm1为压缩机估计转速基波分量，
为基波正弦分量幅值，
为基波余弦分量幅值；
采用低通滤波器对上式的结果进行低通滤波得到基波正弦分量幅值
和基波余弦分量幅值
根据本发明的永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，所述低通滤波器的表达式为：
式中Tf为低通滤波器时间常数，取值为1秒，s为拉氏变换中的复数变量。
根据本发明的永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，根据压缩机估计转速的傅里叶展开式，采用间接迭代学习控制器提取压缩机转速估计误差中除基波外其它频次谐波正弦分量和其它频次谐波余弦分量的方法包括：
第k+1个周期对应于正弦分量的间接迭代学习控制器输出的控制量uks+1(t)为：
式中uks(t)为第k个周期对应于正弦分量的间接迭代学习控制器一输出的控制量，L1为间接迭代学习控制器中积分器批次误差增益，L2为间接迭代学习控制器中转速估计误差增益，Iks+1(t)为对应于正弦分量的积分器一第k+1次输出的结果，Iks(t)为对应于正弦分量的积分器一第k次输出的结果，εk(t)为第k个周期的压缩机转速估计误差，ωm,k(t)为第k个周期的压缩机估计转速；
第k+1个周期对应于余弦分量的间接迭代学习控制器输出的控制量ukc+1(t)为：
ukc+1(t)＝ukc(t)+L1[Ikc+1(t)-Ikc(t)]+L2εk(t)，
式中ukc(t)为第k个周期对应于余弦分量的间接迭代学习控制器二输出的控制量，Ikc+1(t)为对应于余弦分量的积分器二第k+1次输出的结果，Ikc(t)为对应于余弦分量的积分器二第k次输出的结果，积分器一和积分器二的参数相同，间接迭代学习控制器一和间接迭代学习控制器二的设置相同。
根据本发明的永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，积分器一第k次输出的结果Iks(t)的获得方法为：
将控制量uks(t)减去基波正弦分量幅值
得到正弦分量幅值差值，采用积分器一对正弦分量幅值差值进行积分处理，得到Iks(t)；
积分器二第k次输出的结果Ikc(t)的获得方法为：
将控制量ukc(t)减去基波余弦分量幅值
得到余弦分量幅值差值，采用积分器二对余弦分量幅值差值进行积分处理，得到Ikc(t)。
根据本发明的永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，基于幅值的q轴电流补偿值
由基于幅值的正弦补偿分量和基于幅值的余弦补偿分量相加获得：
式中a(t)sin(ωmt)为基于幅值的正弦补偿分量，b(t)cos(ωmt)为基于幅值的余弦补偿分量；a(t)为中间变量一，b(t)为中间变量二；中间变量一a(t)基于正弦分量幅值差值和Iks(t)计算获得；中间变量二b(t)基于余弦分量幅值差值和Ikc(t)计算获得；
式中K(t)为中间变量三，θcom为中间变量四：
K(t)＝(a2(t)+b2(t))0.5，
θcom(t)＝arctan[b(t)/a(t)]。
根据本发明的永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，中间变量一a(t)的获得方法为：
将正弦分量幅值差值与比例增益kp_AFT相乘得到结果一，将Iks(t)与积分器增益ki_AFT相乘得到结果二，结果一与结果二相加得到中间变量一a(t)。
根据本发明的永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，中间变量二b(t)的获得方法为：
将余弦分量幅值差值与比例增益kp_AFT相乘得到结果三，将Ikc(t)与积分器增益ki_AFT相乘得到结果四，结果三与结果四相加得到中间变量二b(t)。
本发明的有益效果：本发明方法通过转速波动基波分量幅值及各频次分量计算获得基于幅值的q轴电流补偿值，再与基于比例积分控制的q轴电流补偿值相加得到负载转矩扰动电流补偿值；通过在q轴电流中注入该负载转矩扰动电流补偿值，抑制负载转矩扰动，可提升空调压缩机控制系统稳定性。
传统基于开环傅里叶的负载转矩扰动抑制方法仅仅针对转速波动中的单次谐波进行补偿，同时开环方案不具有自调整能力，补偿电流信号的幅值及相位需要经过调试确定，工作量巨大，且通用性能不好。对比之下，本发明方法对各频次的负载转矩扰动均有较好的抑制效果，同时其补偿的相位及幅值通过闭环控制具有自调整能力，本发明方法用较小的运算负担实现了对各频次负载转矩扰动的抑制，可减小主控芯片的运算量，同时无需大量的离线测试工作。
附图说明
图1是本发明所述永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法的控制框图；
图2是将本发明方法应用于压缩机控制过程中的控制框图；此图在电机矢量控制系统的基础上，在转速外环处并联增加图中所示的负载转矩扰动抑制模块；图中
为基于比例积分控制的q轴电流补偿值，
为总q轴电流给定值，
为总d轴电流给定值，
为q轴电压给定值，
为d轴电压给定值，
为α轴电压给定值，
为β轴电压给定值，ia为a相电流，ic为c相电流，iα为α轴电流，iβ为β轴电流，id为d轴电流，iq为q轴电流，
为压缩机电角度，图中ACR为电流环比例积分控制器，MTPA为最大转矩电流比控制器，MEM为记忆模块，用于记录上一个采样周期的控制变量，LPF为低通滤波器，ASR为转速环比例积分控制器；
图3是本发明方法中的参数设计收敛区间示意图；
图4是具体实施例中未采用本发明方法进行负载转矩扰动抑制时的转速电流实验波形图；图中r/min表示转/分钟；
图5是具体实施例未采用本发明方法进行负载转矩扰动抑制时的转速傅里叶分析图；
图6是具体实施例中采用本发明方法进行负载转矩扰动抑制时的转速电流实验波形图；
图7是具体实施例采用本发明方法进行负载转矩扰动抑制时的转速傅里叶分析图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
具体实施方式一、结合图1和图2所示，本发明提供了一种永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，包括，
根据压缩机估计转速与转速环给定值获得压缩机转速估计误差；
根据压缩机估计转速的傅里叶展开式，将压缩机转速估计误差分别与转子位置角的正弦分量与余弦分量相乘，结果再经低通滤波器滤波得到压缩机转速估计误差中的基波正弦分量幅值和基波余弦分量幅值；
再根据压缩机估计转速的傅里叶展开式，提取压缩机转速估计误差中除基波外其它频次谐波正弦分量和其它频次谐波余弦分量；
根据基波正弦分量幅值和基波余弦分量幅值以及其它频次谐波正弦分量和其它频次谐波余弦分量计算获得基于幅值的q轴电流补偿值；将压缩机转速估计误差通过转速环比例积分控制器进行处理获得基于比例积分控制的q轴电流补偿值；由基于幅值的q轴电流补偿值和基于比例积分控制的q轴电流补偿值得到负载转矩扰动电流补偿值；
将负载转矩扰动电流补偿值注入q轴电流中对压缩机进行控制，实现对负载转矩扰动的抑制。
本实施方式中，具体实施方法包括：
步骤一：永磁同步压缩机控制系统中的转速波动是由于其一个机械周期内压缩机需要加压、减压的工作特性所带来的波动性负载转矩扰动造成的，在实际系统中为了抑制波动性的负载转矩扰动需要增加负载转矩扰动抑制方法，从而减小压缩机转速波动。首先需要对转速信号进行处理，从转速波动中提取出波动成分，设计低通滤波器配合傅里叶变换方法提取转速波动分量中的基波正余弦分量的幅值；
步骤二：通过步骤一的提取器，采用间接迭代学习控制器从转速误差中、间接迭代学习控制器上一次迭代周期输出值及积分器输出中引入三条信息通路，且积分器输出及转速误差分别乘以比例系数L1和L2，经过迭代学习算法，输出控制信号至低通滤波器处，从而提取转速波动分量中的各频次谐波分量；
步骤三：步骤一、二的转速波动基波分量幅值及各频次分量，经过比例积分控制器以后，与转子位置的正余弦分量相乘，得到负载转矩扰动补偿信号。
步骤四：由于在矢量控制的基础上，压缩机三相电流经过Clark、Park变换得到的q轴电流与压缩机的电磁转矩成正比，控制电磁转矩的大小可以提升系统对波动性负载转矩扰动的抑制效果，因此选择将步骤三得到的负载转矩扰动补偿信号注入q轴电流中，抑制波动性的负载转矩，改善系统稳定性。
结合图1和图2所示，控制系统采用矢量控制方法，转速及位置使用无位置传感器方法获得，采用双闭环控制方式，外环为转速环，内环为电流环，电流环、转速环均采用比例积分控制器，本发明方法与转速环并联使用。本实施方式的负载转矩扰动抑制方法首先对转速信号进行处理，设计低通滤波器配合傅里叶变换方法提取转速波动分量中的基波正余弦分量的幅值
及
采用间接迭代学习控制器从转速波动中提取各频次波动分量，生成包含间接迭代学习控制器输出uk(t)及基波正弦补偿分量Aω1_c及Aω1_s的a(t)及b(t)；通过比例积分控制器及转子位置信息的正余弦分量计算负载转矩扰动补偿信号；将补偿信号注入至压缩机相电流经过Clark、Park变换得到的q轴电流中，实现对波动性负载转矩扰动的补偿。
考虑到算法发散的可能性，从收敛的角度对算法的收敛区间进行了设计，图2所示为参数ki_AFT、kp_AFT以及L2设计收敛区间。
进一步，压缩机转速估计误差表示为ε：
式中ωm为压缩机估计转速，
为转速环给定值，t为时间。
再进一步，受周期性负载转矩扰动的影响，压缩机转速呈周期性变化，压缩机估计转速的傅里叶展开式如下：
式中ωm0为压缩机估计转速直流分量，N表示谐波次数，
为压缩机估计转速傅里叶分解第N次谐波成分正弦分量幅值，
为压缩机估计转速傅里叶分解第N次谐波成分余弦分量幅值。
将压缩机转速估计误差分别与转子位置角的正弦分量与余弦分量相乘得到以下表达式：
式中ωm1为压缩机估计转速基波分量，
为基波正弦分量幅值，
为基波余弦分量幅值；
采用低通滤波器对上式的结果进行低通滤波得到基波正弦分量幅值
和基波余弦分量幅值
所述低通滤波器的表达式为：
式中Tf为低通滤波器时间常数，取值为1秒，s为拉氏变换中的复数变量。
本实施方式中，在基于幅值的q轴电流补偿值的计算过程中，采用比例积分控制器实现基频转速波动的提取及抑制，比例积分控制器的表达式为：
根据压缩机估计转速的傅里叶展开式，采用间接迭代学习控制器提取压缩机转速估计误差中除基波外其它频次谐波正弦分量和其它频次谐波余弦分量的方法包括：
第k+1个周期对应于正弦分量的间接迭代学习控制器输出的控制量uks+1(t)为：
式中uks(t)为第k个周期对应于正弦分量的间接迭代学习控制器一输出的控制量，L1为间接迭代学习控制器中积分器批次误差增益，L2为间接迭代学习控制器中转速估计误差增益，Iks+1(t)为对应于正弦分量的积分器一第k+1次输出的结果，Iks(t)为对应于正弦分量的积分器一第k次输出的结果，εk(t)为第k个周期的压缩机转速估计误差，ωm,k(t)为第k个周期的压缩机估计转速；
第k+1个周期对应于余弦分量的间接迭代学习控制器输出的控制量ukc+1(t)为：
ukc+1(t)＝ukc(t)+L1[Ikc+1(t)-Ikc(t)]+L2εk(t)，
式中ukc(t)为第k个周期对应于余弦分量的间接迭代学习控制器二输出的控制量，Ikc+1(t)为对应于余弦分量的积分器二第k+1次输出的结果，Ikc(t)为对应于余弦分量的积分器二第k次输出的结果，积分器一和积分器二的参数相同，间接迭代学习控制器一和间接迭代学习控制器二的设置相同。
积分器一第k次输出的结果Iks(t)的获得方法为：
将控制量uks(t)减去基波正弦分量幅值
得到正弦分量幅值差值，采用积分器一对正弦分量幅值差值进行积分处理，得到Iks(t)；
积分器二第k次输出的结果Ikc(t)的获得方法为：
将控制量ukc(t)减去基波余弦分量幅值
得到余弦分量幅值差值，采用积分器二对余弦分量幅值差值进行积分处理，得到Ikc(t)。
再进一步，将提取得到的补偿幅值生成补偿电流，补偿至q轴中，提升控制系统的抗扰动能力；基于幅值的q轴电流补偿值
由基于幅值的正弦补偿分量和基于幅值的余弦补偿分量相加获得：
式中a(t)sin(ωmt)为基于幅值的正弦补偿分量，b(t)cos(ωmt)为基于幅值的余弦补偿分量；a(t)为中间变量一，b(t)为中间变量二；中间变量一a(t)基于正弦分量幅值差值和Iks(t)计算获得；中间变量二b(t)基于余弦分量幅值差值和Ikc(t)计算获得；
式中K(t)为中间变量三，θcom为中间变量四：
K(t)＝(a2(t)+b2(t))0.5，
θcom(t)＝arctan[b(t)/a(t)]。
其中中间变量一a(t)的获得方法为：
将正弦分量幅值差值与比例增益kp_AFT相乘得到结果一，将Iks(t)与积分器增益ki_AFT相乘得到结果二，结果一与结果二相加得到中间变量一a(t)。
中间变量二b(t)的获得方法为：
将余弦分量幅值差值与比例增益kp_AFT相乘得到结果三，将Ikc(t)与积分器增益ki_AFT相乘得到结果四，结果三与结果四相加得到中间变量二b(t)。
具体实施例：
采用以下实验验证本发明方法的有效性：
在空调平台上进行验证。实验平台的各项参数设置为：压缩机额定功率1.5kW，定子电阻1.28Ω，d轴电感5.97mH，q轴电感8.53mH，磁通量0.33Wb，压缩机极对数为3，开关频率及采样频率设置为6kHz，控制参数设置为kp_AFT＝1、ki_AFT＝5、L1＝0.2和L2＝0.1。
结合图4和图5的波形图中可以看出，本增加本发明抑制方法的情况下，电机转速中存在着明显的波动；由傅里叶分析可以看出，转速波动中含有各频次波动分量。结合图6和图7的波形图中可以看出，采用本发明方法进行负载转矩扰动抑制后，转速波动得到了明显的抑制，由傅里叶分析可以看出转速波动中的各频次谐波分量得到了明显的抑制。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例中。
Claims (7)
1.一种永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，其特征在于包括，
根据压缩机估计转速与转速环给定值获得压缩机转速估计误差；
根据压缩机估计转速的傅里叶展开式，将压缩机转速估计误差分别与转子位置角的正弦分量与余弦分量相乘，结果再经低通滤波器滤波得到压缩机转速估计误差中的基波正弦分量幅值和基波余弦分量幅值；
再根据压缩机估计转速的傅里叶展开式，提取压缩机转速估计误差中除基波外其它频次谐波正弦分量和其它频次谐波余弦分量；
根据基波正弦分量幅值和基波余弦分量幅值以及其它频次谐波正弦分量和其它频次谐波余弦分量计算获得基于幅值的q轴电流补偿值；将压缩机转速估计误差通过转速环比例积分控制器进行处理获得基于比例积分控制的q轴电流补偿值；由基于幅值的q轴电流补偿值和基于比例积分控制的q轴电流补偿值得到负载转矩扰动电流补偿值；
将负载转矩扰动电流补偿值注入q轴电流中对压缩机进行控制，实现对负载转矩扰动的抑制；
压缩机转速估计误差表示为ε：
式中ωm为压缩机估计转速，
为转速环给定值，t为时间；
压缩机估计转速的傅里叶展开式如下：
式中ωm0为压缩机估计转速直流分量，N表示谐波次数，
为压缩机估计转速傅里叶分解第N次谐波成分正弦分量幅值，
为压缩机估计转速傅里叶分解第N次谐波成分余弦分量幅值；
将压缩机转速估计误差分别与转子位置角的正弦分量与余弦分量相乘得到以下表达式：
式中ωm1为压缩机估计转速基波分量，
为基波正弦分量幅值，
为基波余弦分量幅值；
采用低通滤波器对上式的结果进行低通滤波得到基波正弦分量幅值
和基波余弦分量幅值
2.根据权利要求1所述的永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，其特征在于，
所述低通滤波器的表达式为：
式中Tf为低通滤波器时间常数，取值为1秒，s为拉氏变换中的复数变量。
3.根据权利要求2所述的永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，其特征在于，
根据压缩机估计转速的傅里叶展开式，采用间接迭代学习控制器提取压缩机转速估计误差中除基波外其它频次谐波正弦分量和其它频次谐波余弦分量的方法包括：
第k+1个周期对应于正弦分量的间接迭代学习控制器输出的控制量uks+1(t)为：
式中uks(t)为第k个周期对应于正弦分量的间接迭代学习控制器一输出的控制量，L1为间接迭代学习控制器中积分器批次误差增益，L2为间接迭代学习控制器中转速估计误差增益，Iks+1(t)为对应于正弦分量的积分器一第k+1次输出的结果，Iks(t)为对应于正弦分量的积分器一第k次输出的结果，εk(t)为第k个周期的压缩机转速估计误差，ωm,k(t)为第k个周期的压缩机估计转速；
第k+1个周期对应于余弦分量的间接迭代学习控制器输出的控制量ukc+1(t)为：
ukc+1(t)＝ukc(t)+L1[Ikc+1(t)-Ikc(t)]+L2εk(t)，
式中ukc(t)为第k个周期对应于余弦分量的间接迭代学习控制器二输出的控制量，Ikc+1(t)为对应于余弦分量的积分器二第k+1次输出的结果，Ikc(t)为对应于余弦分量的积分器二第k次输出的结果，积分器一和积分器二的参数相同，间接迭代学习控制器一和间接迭代学习控制器二的设置相同。
4.根据权利要求3所述的永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，其特征在于，
积分器一第k次输出的结果Iks(t)的获得方法为：
将控制量uks(t)减去基波正弦分量幅值Aωm1_s得到正弦分量幅值差值，采用积分器一对正弦分量幅值差值进行积分处理，得到Iks(t)；
积分器二第k次输出的结果Ikc(t)的获得方法为：
将控制量ukc(t)减去基波余弦分量幅值Aωm1_c得到余弦分量幅值差值，采用积分器二对余弦分量幅值差值进行积分处理，得到Ikc(t)。
5.根据权利要求4所述的永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，其特征在于，
基于幅值的q轴电流补偿值
由基于幅值的正弦补偿分量和基于幅值的余弦补偿分量相加获得：
式中a(t)sin(ωmt)为基于幅值的正弦补偿分量，b(t)cos(ωmt)为基于幅值的余弦补偿分量；a(t)为中间变量一，b(t)为中间变量二；中间变量一a(t)基于正弦分量幅值差值和Iks(t)计算获得；中间变量二b(t)基于余弦分量幅值差值和Ikc(t)计算获得；
式中K(t)为中间变量三，θcom为中间变量四：
K(t)＝(a2(t)+b2(t))0.5，
θcom(t)＝arctan[b(t)/a(t)]。
6.根据权利要求5所述的永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，其特征在于，
中间变量一a(t)的获得方法为：
将正弦分量幅值差值与比例增益kp_AFT相乘得到结果一，将Iks(t)与积分器增益ki_AFT相乘得到结果二，结果一与结果二相加得到中间变量一a(t)。
7.根据权利要求6所述的永磁同步压缩机负载转矩扰动抑制方法，其特征在于，
中间变量二b(t)的获得方法为：
将余弦分量幅值差值与比例增益kp_AFT相乘得到结果三，将Ikc(t)与积分器增益ki_AFT相乘得到结果四，结果三与结果四相加得到中间变量二b(t)。
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|---|---|---|---|---|
| WO2010024194A1 (ja) * | 2008-08-26 | 2010-03-04 | 株式会社明電舎 | 電動機の脈動抑制装置 |
| CN103401500A (zh) * | 2013-08-20 | 2013-11-20 | 东南大学 | 一种基于重复控制器的高精度永磁同步电机交流伺服系统转速脉动抑制方法 |
| CN103595323A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-02-19 | 天津大学 | 一种改善永磁同步电机过调制区输出转矩的电流控制方法 |
| CN114884417A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-08-09 | 东莞理工学院 | 基于注入电压谐波及在线测量的电机转速谐波抑制方法 |
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2022
- 2022-10-18 CN CN202211273974.8A patent/CN115694282B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010024194A1 (ja) * | 2008-08-26 | 2010-03-04 | 株式会社明電舎 | 電動機の脈動抑制装置 |
| CN103401500A (zh) * | 2013-08-20 | 2013-11-20 | 东南大学 | 一种基于重复控制器的高精度永磁同步电机交流伺服系统转速脉动抑制方法 |
| CN103595323A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-02-19 | 天津大学 | 一种改善永磁同步电机过调制区输出转矩的电流控制方法 |
| CN114884417A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-08-09 | 东莞理工学院 | 基于注入电压谐波及在线测量的电机转速谐波抑制方法 |
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