一種交流電機矢量控制電流信號誤差補償方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種交流電機矢量控制電流信號誤差補償方法,通過對電流信號采樣、調(diào)理、傳輸過程的誤差進行補償,保證了參與閉環(huán)控制運算的id、iq參數(shù)的準(zhǔn)確性。有益效果在于:通過虛擬d-q坐標(biāo)系補償計算模塊解算出的id、iq保證了與理想采樣相電流的同步性,避免了實際系統(tǒng)中因軟、硬件延遲或相移特性與理論分析形成差異;通過對失真的用于交流電機矢量控制的控制內(nèi)環(huán)信號進行誤差補償,改善了高性能電機控制系統(tǒng)或高速電機控制系統(tǒng)的動態(tài)性能,且方法簡單、易實現(xiàn)。
【專利說明】一種交流電機矢量控制電流信號誤差補償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于交流電機矢量控制方法,具體涉及一種交流電機矢量控制電流信號誤差補償方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電機技術(shù)、現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)及計算機技術(shù)的快速發(fā)展,交流電機傳動控制系統(tǒng)逐步取代了直流電機傳動控制系統(tǒng),并為模擬成熟的直流電機控制策略,交流電機矢量控制應(yīng)運而生。矢量控制采用轉(zhuǎn)子參考坐標(biāo)系進行d、q軸解耦,使得交流電機電樞磁場與轉(zhuǎn)子勵磁磁場間成90°恒定不變,具有轉(zhuǎn)矩控制的線性特性,電流利用率高,尤其適合高精度電力傳動系統(tǒng)的需求。在交流電機矢量控制技術(shù)中,信號采樣、調(diào)理、傳輸過程會不可避免地產(chǎn)生不同程度的信號失真現(xiàn)象,當(dāng)電機高轉(zhuǎn)速運行時,運用這些失真的信號進行電機控制會嚴(yán)重影響電機控制精度,甚至?xí)斐上到y(tǒng)振蕩。
[0003]目前現(xiàn)有的交流電機控制中更多是考慮對PWM死區(qū)時間的補償技術(shù),未涉及具體控制系統(tǒng)內(nèi)環(huán)中各信號的誤差及其補償方法,導(dǎo)致高性能電機控制系統(tǒng)或高速電機控制系統(tǒng)動態(tài)性能較差,因此需要對各信號的誤差進行有效補償。
[0004]作為相關(guān)的已有技術(shù),中國專利CN101350586A,名稱為“全數(shù)字交流電機控制中時間延遲補償方法及其控制裝置”中公開了如下所述的方法,即通過增加數(shù)字時間延遲補償模塊,結(jié)合電機轉(zhuǎn)速,為同步/固定坐標(biāo)變換器補償一定相位角,以求克服一些對電機控制性能要求很高或者有高速運行要求的控制中會存在動態(tài)性能差以及電流調(diào)節(jié)器不穩(wěn)定的問題。
[0005]CN101350586A所述的方法只對同步/固定坐標(biāo)變換器涉及到的電機轉(zhuǎn)子位置進行補償,沒有考慮到電流控制環(huán)中固定/同步坐標(biāo)變換器中轉(zhuǎn)子位置的誤差,且并未對信號幅值誤差進行補償,這樣勢必`導(dǎo)致電流控制環(huán)解算出的直軸電流id、交軸電流i,與理想反饋交、直軸電流間存在誤差,影響電機控制性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]要解決的技術(shù)問題
[0007]為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處,本發(fā)明提出一種交流電機矢量控制電流信號誤差補償方法,目的在于提供一種對交流電機矢量控制中電流信號經(jīng)采樣、調(diào)理、傳輸后與理想電流信號間存在的誤差進行補償?shù)姆椒ā?br>
[0008]技術(shù)方案
[0009]一種交流電機矢量控制電流信號誤差補償方法,其特征在于步驟如下:
[0010]步驟1:對采樣得到的交流電機相電流的幅值進行補償,/=^t/,其中:1為實
Α(ω)
際檢測電流進行幅值;Α(ω)為補償系數(shù);
[0011]所述Α(ω)等于采樣時選用的低通濾波器的幅頻特性;[0012]步驟2:對幅值補償后的相電流進行相位補償,得到補償后的d-q坐標(biāo)系下相電流的相位角Θ丨=Δ Θ + Θ,其中:Λ Θ為相電流相位滯后角,Δ Θ=Δ Θ1+Δ Θ2;Δ Q1為相電流采樣固有延遲時間h、CPLD讀取片外AD延遲時間t2、傳輸延遲時間t3造成的相位滯后角;Δ Θ 2為Δ Θ i與濾波器對相電流進行調(diào)理過程造成的相位滯后Δ Θ 2 ;
[0013]所述Δ Θ i = '(tl+t2+t3),&為相電流采樣固有延遲時間,t2為CPLD讀取片外AD延遲時間,t3為傳輸?shù)难舆t時間,為電機實際運行時的轉(zhuǎn)速;
[0014]所述Λ Θ 2等于采樣時選用的低通濾波器的相頻特性;
[0015]步驟3:得到補償后的三相電流合成矢量i’s=I, ej0,;
[0016]步驟4:將d-q坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)Λ Θ角度,得到d_q的虛擬坐標(biāo)系d’ _q’,在d’ _q’坐標(biāo)系對幅值補償后的相位滯后的三相電流合成矢量i’ s進行三角分解,分解后得到補償后的交直軸電流i'q和i’d。
[0017]有益效果
[0018]本發(fā)明提出的一種交流電機矢量控制電流信號誤差補償方法,通過對電流信號采樣、調(diào)理、傳輸過程的誤差進行補償,保證了參與閉環(huán)控制運算的id、iq參數(shù)的準(zhǔn)確性。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比,該方法的有益效果在于:
[0020](I)通過虛擬d-q坐標(biāo)系補償計算模塊解算出的id、i,保證了與理想采樣相電流的同步性,避免了實際系統(tǒng)中因軟、硬件延遲或相移特性與理論分析形成差異;
[0021](2)通過對失真的用于交流電機矢量控制的控制內(nèi)環(huán)信號進行誤差補償,改善了高性能電機控制系統(tǒng)或高速電機控制系統(tǒng)的動態(tài)性能,且方法簡單、易實現(xiàn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為包括本發(fā)明的交流電機矢量控制系統(tǒng)的功能框圖;
[0023]圖2為虛擬d-q坐標(biāo)系電流變換關(guān)系圖;
[0024]圖3為未采用電流信號誤差補償控制方法的實測轉(zhuǎn)速波形圖;
[0025]圖4為采用本發(fā)明的電流信號誤差補償控制方法的實測轉(zhuǎn)速波形圖。
【具體實施方式】
[0026]現(xiàn)結(jié)合實施例、附圖對本發(fā)明作進一步描述:
[0027]由圖1可見,圖中示出按照本發(fā)明的電流信號誤差補償交流電機矢量控制系統(tǒng)的功能框圖。本發(fā)明【具體實施方式】分為以下幾個步驟:
[0028]步驟1、對經(jīng)采樣的交流電機相電流的幅值進行補償:對采樣得到的交流電機相
電流的幅值進行補償,
【權(quán)利要求】
1.一種交流電機矢量控制電流信號誤差補償方法,其特征在于步驟如下: 步驟1:對采樣得到的交流電機相電流的幅值進行補償,/ = —/,其中:1為實際檢測電流進行幅值;Α(ω)為補償系數(shù); 所述Α(ω)等于采樣時選用的低通濾波器的幅頻特性; 步驟2:對幅值補償后的相電流進行相位補償,得到補償后的d-q坐標(biāo)系下相電流的相位角Θ ' =Δ Θ + Θ,其中:Λ Θ為相電流相位滯后角,Λ Θ=Λ Θ1+Λ Θ2;Λ Q1S相電流采樣固有延遲時間CPLD讀取片外AD延遲時間t2、傳輸延遲時間t3造成的相位滯后角;Ae2SAe1與濾波器對相電流進行調(diào)理過程造成的相位滯后Λ Θ 2 ; 所述Λ θ1= Or (Wt3)A1S相電流采樣固有延遲時間,t2 SCPLD讀取片外AD延遲時間,t3為傳輸?shù)难舆t時間,為電機實際運行時的轉(zhuǎn)速; 所述△ θ2等于采樣時選用的低通濾波器的相頻特性; 步驟3:得到補償后的三相電流合成矢量i’s=I, ej0,; 步驟4:將d_q坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)Δ Θ角度,得到d_q的虛擬坐標(biāo)系d’ _q’ ,在d’ _q’坐標(biāo)系對幅值補償后的相位滯后的三相電流合成矢量i’s進行三角分解,分解后得到補償后的交直軸電流1\和i’d。`
【文檔編號】H02P21/14GK103856140SQ201410116930
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】駱光照, 張莎, 劉衛(wèi)國, 竇滿峰 申請人:西北工業(yè)大學(xué)