一種無傳感器永磁同步電機調(diào)速控制策略的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于永磁同步電機控制領(lǐng)域，涉及一種無傳感器永磁同步電機調(diào)速控制策略。其特征在于：檢測永磁同步電機的三相電流，經(jīng)過Clarke變換得到αβ坐標系下的電流，經(jīng)過Park變換得到dq坐標系下的電流；根據(jù)αβ兩相靜止坐標系下永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計滑模觀測器；用雙曲正切函數(shù)作為切換函數(shù)；選取滑模面；通過反電動勢得到轉(zhuǎn)子位置的估計值；采用速度估計器估算速度；選取Lyapunov函數(shù)，由穩(wěn)定性條件得出自適應(yīng)律。本發(fā)明的控制策略緩解了結(jié)構(gòu)切換的不連續(xù)性，明顯減弱了抖振，提高了快速性、魯棒性和動態(tài)性能。當轉(zhuǎn)子位置的估計值存在誤差時，使速度估計誤差在可控范圍內(nèi)，提高了轉(zhuǎn)速估計精度。
【專利說明】一種無傳感器永磁同步電機調(diào)速控制策略

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及永磁同步電機控制領(lǐng)域，尤其涉及一種無傳感器永磁同步電機調(diào)速控制策略。

【背景技術(shù)】
[0002]電機的調(diào)速性能影響著工業(yè)生產(chǎn)和能源利用率。永磁同步電機以其功率密度高、轉(zhuǎn)矩比高、效率高、可靠性高、損耗小、體積小、重量輕和結(jié)構(gòu)簡單的特點，被廣泛應(yīng)用于電動汽車、航空航天航海、家用電器、有軌無軌機車等多種領(lǐng)域。永磁同步電機的精確控制需要轉(zhuǎn)子的位置和速度信息，在其調(diào)速系統(tǒng)中，為了獲得準確的轉(zhuǎn)速信息，通常需要安裝機械傳感器，這就增大了電機體積，增加了系統(tǒng)成本，降低了系統(tǒng)魯棒性。
[0003]隨著科技的發(fā)展，為避免安裝機械傳感器產(chǎn)生的不足，永磁同步電機無傳感器控制成為當前研究的熱點。實現(xiàn)永磁同步電機無傳感器控制的方法有:基于電動機理想數(shù)學(xué)模型的方法、觀測器基礎(chǔ)上的閉環(huán)方法、基于信號注入的方法等?；Ｓ^測器方法以其簡單的算法和較強的魯棒性，被眾多學(xué)者應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)滑模觀測器以signum函數(shù)作為切換函數(shù)，有明顯的抖振現(xiàn)象，而且用直接微分的方法計算轉(zhuǎn)速，會出現(xiàn)估算精度不高的問題。同時，定子電阻在電機運行時阻值會因為發(fā)熱而變大。這些因素都會影響控制系統(tǒng)的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，提出一種無傳感器永磁同步電機調(diào)速控制策略，削弱了抖振現(xiàn)象，提聞了電機運行時轉(zhuǎn)速的估算精度。
[0005]本發(fā)明公開了一種無傳感器永磁同步電機調(diào)速控制策略，包括如下具體步驟。
[0006]檢測永磁同步電機的三相電流ia、ib和ic,經(jīng)過Clarke變換得到α β坐標系下的電流、&，經(jīng)過Park變換得到dq坐標系下的電流id、iq。
[0007]在α β兩相靜止坐標系下，永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型為:

【權(quán)利要求】
1.一種無傳感器永磁同步電機調(diào)速控制策略，其特征在于:通過電流傳感器檢測永磁同步電機的三相電流ia、ib和ic,經(jīng)過Clarke變換得到α β坐標系下的電流ia、b,經(jīng)過Park變換得到dq坐標系下的電流id、iq ;根據(jù)α β兩相靜止坐標系下永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計滑模觀測器；用雙曲正切函數(shù)作為切換函數(shù)；選取滑模面；通過反電動勢得到轉(zhuǎn)子位置的估計值；為提高轉(zhuǎn)速估計精度，采用速度估計器；選取Lyapunov函數(shù)，由穩(wěn)定性條件得出自適應(yīng)律。
2.如權(quán)利要求1所述的滑模觀測器的切換函數(shù)，其特征在于:用連續(xù)的雙曲正切函數(shù)作為切換函數(shù)，明顯地減弱了抖振現(xiàn)象，所述切換函數(shù)設(shè)計如下:
其中’
3.如權(quán)利要求1所述的速度估計器，其特征在于:當轉(zhuǎn)子位置的估計值存在誤差時，使速度估計誤差在可控范圍內(nèi)，提高了轉(zhuǎn)速估計精度，速度估計器設(shè)計如下:
其中，X' K分別為大于零的比例、積分系數(shù)，由為^的估計值，$為^!的積分值。
【文檔編號】H02P6/08GK104135197SQ201410404242
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】韓飛飛, 王中華, 韓統(tǒng)一, 顧杰 申請人:濟南大學(xué)