br>[0032] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0033] 首先，先來簡單描述一下現(xiàn)有技術(shù)中永磁同步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)?，F(xiàn)有的永磁 同步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)在d軸目標(biāo)電流/,)=〇時的控制原理框圖如圖1所示，采用外環(huán)速 度、內(nèi)環(huán)電流的雙閉環(huán)控制，其中，速度環(huán)一般設(shè)置較低的帶寬，由永磁同步電機(jī)的運(yùn)動學(xué)
可知，當(dāng)速度環(huán)的帶寬過低時，永磁同步電機(jī)無法跟蹤周期變化的負(fù)載 轉(zhuǎn)矩，永磁同步電機(jī)的速度存在較大的波動，從而使得系統(tǒng)產(chǎn)生較大的噪音和振動，影響系 統(tǒng)的可靠性和使用壽命。例如，壓縮機(jī)在進(jìn)行周期性吸排氣壓力釋放時，壓縮機(jī)中永磁同步 電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩將隨之周期性變化，由于較低的速度環(huán)帶寬使得系統(tǒng)無法跟蹤給定的速度 信號，而周期性負(fù)載轉(zhuǎn)矩又加劇了這一趨勢，因此永磁同步電機(jī)存在較大的速度波動，從而 使得壓縮機(jī)產(chǎn)生明顯的振動和噪音，降低了系統(tǒng)的可靠性。
[0034] 由于壓縮機(jī)負(fù)載在實(shí)際運(yùn)行過程中與永磁同步電機(jī)的機(jī)械角度同步變化，因此， 為了更加準(zhǔn)確分析控制系統(tǒng)的性能，如圖2所示，可以采集壓縮機(jī)運(yùn)行一個機(jī)械周期的負(fù)載 波形，并將其轉(zhuǎn)化為離散數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，在永磁同步電機(jī)運(yùn)行過程中，通過實(shí)時查表加載， 以較為真實(shí)的反應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。當(dāng)在永磁同步電機(jī)的每個機(jī)械周期增加一個周期性正 弦波負(fù)載，則速度波動如圖3所示，可以看出速度波動在±300rpm/min，對于目標(biāo)速度為 600rpm/min的永磁同步電機(jī)，這樣的速度波動明顯是不可以接受的。因此，需要對永磁同步 電機(jī)運(yùn)行時的速度波動進(jìn)行抑制。
[0035] 另外，從系統(tǒng)可靠性角度來說，由于現(xiàn)有的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，因 此，希望能夠在不改變原有控制結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上來改善原有系統(tǒng)的輸出，且控制算法應(yīng)當(dāng)簡 單可靠，易于實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的速度波動抑制方法正是在現(xiàn)有的雙閉 環(huán)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過對目標(biāo)轉(zhuǎn)速與反饋轉(zhuǎn)速的速度誤差進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制以對速度 環(huán)的給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行修正，從而實(shí)現(xiàn)對永磁同步電機(jī)的速度波動進(jìn)行有效抑制。
[0036] 下面參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的永磁同步電機(jī)的速度波動抑制方 法、永磁同步電機(jī)的控制裝置以及具有該永磁同步電機(jī)的控制裝置的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)。
[0037] 圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的速度波動抑制方法的流程圖。如圖4所 示，該永磁同步電機(jī)的速度波動抑制方法包括以下步驟：
[0038] S1，獲取永磁同步電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反饋轉(zhuǎn)速，并根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反饋轉(zhuǎn)速計算 永磁同步電機(jī)的波動轉(zhuǎn)速。
[0039] 在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，如圖5所示，通過位置觀測器獲取永磁同步電機(jī)的反饋 轉(zhuǎn)速。永磁同步電機(jī)的波動轉(zhuǎn)速△ω等于目標(biāo)轉(zhuǎn)速ω*減去反饋轉(zhuǎn)速ω。
[0040] 值得注意的是，在對速度波動進(jìn)行抑制的過程中，是通過對目標(biāo)轉(zhuǎn)速與反饋轉(zhuǎn)速 之間的速度誤差進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制以獲得補(bǔ)償速度，并根據(jù)補(bǔ)償轉(zhuǎn)速獲得速度環(huán)的給定轉(zhuǎn) 速，而速度環(huán)帶寬和誤差會影響到迭代學(xué)習(xí)控制實(shí)現(xiàn)的精度，并且低通濾波器會造成速度 誤差信號獲取延時，因此，在進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制時，應(yīng)盡可能獲取高精度的速度信號。
[0041] S2,對波動轉(zhuǎn)速進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制以獲得補(bǔ)償速度，并將補(bǔ)償速度疊加到永磁同 步電機(jī)的上一控制周期的給定轉(zhuǎn)速上以獲得當(dāng)前控制周期的給定轉(zhuǎn)速。
[0042]由于迭代學(xué)習(xí)控制僅是對速度環(huán)的給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行修正，并未直接生成新的控制信 號，因此，迭代學(xué)習(xí)控制的改善輸出作用仍通過原系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其中，轉(zhuǎn)速環(huán)帶寬決定了系統(tǒng) 能否理想跟蹤迭代學(xué)習(xí)控制生成的給定轉(zhuǎn)速。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，采用閉環(huán)Ρ型迭代算法對波動轉(zhuǎn)速進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制。 [0044]當(dāng)?shù)鷮W(xué)習(xí)控制采用比例型控制時，轉(zhuǎn)速環(huán)的給定轉(zhuǎn)速幅值的修正與迭代學(xué)習(xí)控 制參數(shù)和波動轉(zhuǎn)速的幅值有關(guān)，實(shí)現(xiàn)較為簡單，而且由于未引入微分，因此計算更加簡單可 靠。另外，迭代學(xué)習(xí)控制的開閉環(huán)結(jié)構(gòu)決定了對給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行修正的及時性，其中采用閉環(huán) 結(jié)構(gòu)更為及時，能夠加快對速度波形抑制的速度，保證迭代學(xué)習(xí)控制的收斂性;對于選定學(xué) 習(xí)增益進(jìn)行收斂性分析，保證誤差逐漸減小。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，對波動轉(zhuǎn)速進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制以獲得補(bǔ)償速度具體包 括:獲取當(dāng)前載波個數(shù)，并對當(dāng)前載波個數(shù)進(jìn)行判斷；如果當(dāng)前載波個數(shù)小于預(yù)設(shè)載波個 數(shù)，則控制目標(biāo)轉(zhuǎn)速為上一控制周期的給定轉(zhuǎn)速，并根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反饋轉(zhuǎn)速重新計算波 動轉(zhuǎn)速，以及對重新計算的波動轉(zhuǎn)速進(jìn)行比例計算以得到補(bǔ)償轉(zhuǎn)速;如果當(dāng)前載波個數(shù)大 于或等于預(yù)設(shè)載波個數(shù)，則停止對波動轉(zhuǎn)速進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制。
[0046]具體地，在對波動轉(zhuǎn)速進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制過程中，迭代學(xué)習(xí)的周期可以為一個機(jī) 械周期，其中，機(jī)械周期可以通過判斷永磁同步電機(jī)的機(jī)械角度實(shí)現(xiàn)，但是當(dāng)永磁同步電機(jī) 的采用無位置傳感器進(jìn)行控制時，位置估算可能無法滿足迭代學(xué)習(xí)控制的要求，而且系統(tǒng) 本身存在一個載波周期的延時，因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以采用固定載波個數(shù)作為迭 代學(xué)習(xí)的周期。由于波動轉(zhuǎn)速關(guān)于給定轉(zhuǎn)速近似對稱，因此每一個給定轉(zhuǎn)速對應(yīng)固定載波 個數(shù)。例如，載波頻率可以為5kHz，目標(biāo)轉(zhuǎn)速可以為600rpm，每500個載波周期更新一次速度 環(huán)的給定轉(zhuǎn)速。
[0047]當(dāng)?shù)鷮W(xué)習(xí)控制達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，為了節(jié)省系統(tǒng)控制資源，可以退出迭代學(xué)習(xí)控 制，并保持當(dāng)前的給定轉(zhuǎn)速對永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。通常，經(jīng)過10次迭代 學(xué)習(xí)控制即可實(shí)現(xiàn)對速度波動的有效抑制，因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以通過固定的迭 代學(xué)習(xí)次數(shù)作為退出迭代學(xué)習(xí)控制的條件，即通過預(yù)設(shè)載波個數(shù)作為退出迭代學(xué)習(xí)控制的 條件。
[0048]具體而言，在對波動轉(zhuǎn)速進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制過程中，如果當(dāng)前載波個數(shù)小于預(yù)設(shè) 載波個數(shù)，則控制目標(biāo)轉(zhuǎn)速為上一控制周期的給定轉(zhuǎn)速，并根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反饋轉(zhuǎn)速重新 計算波動轉(zhuǎn)速，以及對重新計算的波動轉(zhuǎn)速進(jìn)行比例計算以得到補(bǔ)償轉(zhuǎn)速，也就是說，以上 一控制周期的給定轉(zhuǎn)速作為目標(biāo)轉(zhuǎn)速來重新計算波動轉(zhuǎn)速，并根據(jù)重新計算的波動轉(zhuǎn)速來 獲取補(bǔ)償轉(zhuǎn)速;如果當(dāng)前載波個數(shù)大于或等于預(yù)設(shè)載波個數(shù)，則退出迭代學(xué)習(xí)控制。
[0049 ]S3，根據(jù)當(dāng)前控制周期的給定轉(zhuǎn)速對永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制以抑制永磁同步電機(jī) 的轉(zhuǎn)速波動。
[0050] 具體地，如圖5所示，在永磁同步電機(jī)運(yùn)行過程中，通過位置觀測器獲取永磁同步 電機(jī)的反饋轉(zhuǎn)速ω，根據(jù)反饋轉(zhuǎn)速ω和目標(biāo)轉(zhuǎn)速ω*計算永磁同步電機(jī)的波動轉(zhuǎn)速△ω= ω*-ω，通過閉環(huán)Ρ型迭代算法對波動轉(zhuǎn)速Δω進(jìn)行處理以獲得補(bǔ)償速度ek+1，并與永磁同 步電機(jī)的上一控制周期的給定轉(zhuǎn)速《d,k進(jìn)行疊加以獲得當(dāng)前控制周期的給定轉(zhuǎn)速cod,k+1， 并將其進(jìn)行存儲，同時根據(jù)當(dāng)前控制周期的給定轉(zhuǎn)速《d,k+l對永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制。其 中，波動轉(zhuǎn)速Αω為速度環(huán)的給定轉(zhuǎn)速的幅值和方向提供計算依據(jù)，針對不同的目標(biāo)轉(zhuǎn)速， 所獲得的速度環(huán)的給定轉(zhuǎn)速是不同的。
[0051] 從圖5可以看出，迭代學(xué)習(xí)控制的加入未改變原系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)，并且系統(tǒng)中的參數(shù) 也無需做任何改變，使得系統(tǒng)保持了原有的穩(wěn)定性。而且，在對速度波動抑制的過程中，當(dāng) 前控制周期的給定轉(zhuǎn)速是通過對波動轉(zhuǎn)速的迭代學(xué)習(xí)控制輸出補(bǔ)償轉(zhuǎn)速，并與上一控制周 期的給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行疊加獲得，因此，當(dāng)前控制周期的給定轉(zhuǎn)速的獲取對原系統(tǒng)的控制模型 的依賴性很低，無需獲取精確的控制模型，通過波動轉(zhuǎn)速來判斷系統(tǒng)控制特性，估算系統(tǒng)對 給定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的跟蹤能力，并通過修改迭代學(xué)習(xí)控制的參數(shù)即可滿足整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性 要求。
[0052]進(jìn)一步地，如圖6所示，永磁同步電機(jī)的速度波動抑制包括以下步驟：
[0053] S101，等待進(jìn)入載波周期。
[0054] S102,計算波動轉(zhuǎn)速Δω。
[0055] S103,判斷是否開始迭代學(xué)習(xí)。如果是，執(zhí)行步驟S104;如果否