[實用新型]單相無刷直流電機轉速閉環控制系統

有效

• 申請號: 201120152365.8
• 申請日: 2011-05-12
• 公開（公告）號: CN202068368U
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 陳晶濤;李代勝;許海波;章瑋;年珩
• 申請（專利權）人: 杭州賽微電機有限公司
• 主分類號: H02P6/06
• 分類號: H02P6/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及電機技術領域，尤其是涉及一種單相無刷直流電機轉速閉環控制系統。

背景技術

傳統的PI(比例和積分控制)或PID(比例、積分和微分控制)控制是目前單相無刷直流電機速度控制中使用最為廣泛的技術，但也存在著動態響應較差的問題。

中國專利文獻公開了一種基于FPGA的無刷直流電機的控制方法[申請號：CN200910073288.4]，解決現有過零檢測方法中軟件算法的串行性會引入一定的執行延時，而且它還會增加CPU的負擔，限制了電機其它控制任務的完成；另外，傳統的反電勢過零檢測法僅能在20％以上額定轉速以上才能使用，調速范圍受到很大制約的問題。本發明方法包括：1.電機軟啟動；2.采樣電機信號；3.采樣信號分配處理；4.反電勢過零檢測單元處理采樣信號并輸出實際轉速和閉環換相信號；5.轉速電流雙閉環負反饋PI調節器輸出閉環占空比；6.PWM控制器輸出控制信號驅動無刷直流電機運行。上述方案在一定程度上提高了電機控制的性能，但是仍然存在著上述技術問題。

發明內容

本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種系統自適應性好，動態響應快，運行時的力矩波動小，峰值轉矩大的單相無刷直流電機轉速閉環控制系統。

為達到上述目的，本實用新型采用了下列技術方案：本單相無刷直流電機轉速閉環控制系統，其特征在于，本系統包括速度模糊調節器，在速度模糊調節器上連接有電流PID調節器，所述的電流PID調節器與電機電磁部分相連，所述的電機電磁部分與電機機械運動部分相連，所述的電機電磁部分的信號反饋至速度模糊調節器和電流PID調節器之間的第二信號處理單元，所述的電機機械運動部分的信號反饋至連接在速度模糊調節器上的第一信號處理單元，在第一信號處理單元上還連接有參考轉速輸入單元。

模糊PID控制比經典PID控制有更快的動態響應特性以及更小的超調。本實用新型根據模糊控制原理，將PID控制分解為模糊PD控制器和傳統的積分環節。控制器的輸出等于兩個分量之和，將模糊控制器和常規PID控制器的混合結構，既保留了經典PID控制器的特性，又增加了模糊PD控制器快速響應的特點，做到了響應快速和靜態無差，完善了PID功能。在寬工作區內，保持系統的高效率運行。

與現有的技術相比，本單相無刷直流電機轉速閉環控制系統的優點在于：系統自適應性好，動態響應快，運行時的力矩波動小，峰值轉矩大；在寬工作區內，保持系統的高效率運行。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的結構框圖。

圖中，速度模糊調節器1、電流PID調節器2、電機電磁部分3、電機機械運動部分4、第二信號處理單元5、第一信號處理單元6、參考轉速輸入單元7。

具體實施方式

如圖1所示，本單相無刷直流電機轉速閉環控制系統包括速度模糊調節器1，在速度模糊調節器1上連接有電流PID調節器2，所述的電流PID調節器2與電機電磁部分3相連，所述的電機電磁部分3與電機機械運動部分4相連，所述的電機電磁部分3的信號反饋至速度模糊調節器1和電流PID調節器2之間的第二信號處理單元5，所述的電機機械運動部分4的信號反饋至連接在速度模糊調節器1上的第一信號處理單元6，在第一信號處理單元6上還連接有參考轉速輸入單元7。

模糊PID控制比經典PID控制有更快的動態響應特性以及更小的超調。本實用新型根據模糊控制原理，將PID控制分解為模糊PD控制器和傳統的積分環節。控制器的輸出等于兩個分量之和，將模糊控制器和常規PID控制器的混合結構，既保留了經典PID控制器的特性，又增加了模糊PD控制器快速響應的特點，做到了響應快速和靜態無差，完善了PID功能。在寬工作區內，保持系統的高效率運行。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了速度模糊調節器1、電流PID調節器2、電機電磁部分3、電機機械運動部分4、第二信號處理單元5、第一信號處理單元6、參考轉速輸入單元7等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。