[發明專利]基于混合調節器的抗負載擾動方法及其裝置

無效

• 申請號: 201310132931.2
• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN103199787A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 王靜;黃友銳;董蘇
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: H02P21/13
• 分類號: H02P21/13;H02P25/02;H02P27/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于混合調節器的抗負載擾動方法及其裝置，它包括PC機（1）、控制器（2）、電壓檢測單元（3）、隔離驅動單元（4）、電流檢測單元（5）、轉速檢測單元（6）、三相不控整流橋（7）、母線儲能電容（8）、三相全橋逆變器（9）、永磁同步電機（10）、編碼器（11）、可調負載（12）。

2.根據權利要求1所述的基于混合調節器的抗負載擾動方法及其裝置，其特征在于：三相不控整流橋（7）將三相交流電整流為直流電對母線儲能電容（8）進行充電，電壓檢測單元（3）檢測母線電壓，三相全橋逆變器（9）將母線電壓逆變后，為永磁同步電機（10）提供變頻電源，電流檢測單元（5）檢測定子繞組電流，轉速檢測單元（6）測量電機轉速并輸入到控制器（2）中，控制器根據控制算法調制出PWM脈沖信號經隔離驅動單元（4）控制逆變器功率器件開通和關斷。

3.根據權利要求1所述的基于混合調節器的抗負載擾動方法及其裝置的控制器（2），其特征在于：給定轉速與實際轉速的偏差信號經速度環混合調節器（201），輸出轉矩給定信號，轉矩給定值經轉矩/電流分配單元（202）輸出d、q軸電流給定值，電流實際值與給定值的偏差信號，分別輸入到q軸電流PI調節器（203）和d軸電流調節器（204），兩個調節器的輸出信號與解耦控制器（205）輸出信號運算后作為反Park變換單元（206）的輸入，得到的兩相電壓給定值輸入到SVPWM脈沖調制器（207），調制出的六路脈沖信號輸入到隔離驅動單元（4）。

4.根據權利要求1和3所述的基于混合調節器的抗負載擾動方法及其裝置，其特征在于：所述的速度環混合調節器（201）包括兩部分構成，其中PI調節器根據速度偏差信號輸出期望轉矩值，滑模轉矩觀測器根據實際電流辨識出負載轉矩實際值，二者運算后得到系統的轉矩給定值。

5.根據權利要求4所述的基于混合調節器的抗負載擾動方法及其裝置，其特征在于：所述的速度環混合調節器（201）其具體步驟如下：

步驟a、以負載轉矩和轉速作為狀態變量，得到永磁同步電機狀態方程如下：

ω·=1.5pn2J[ψfiq+(Ld-Lq)idiq]-pnJTL-BJωT·L=0]]>式中，i_d、i_q分別為電機的定子電流在d、q軸上的分量，L_d、L_q分別為電機的直軸同步電感和交軸同步電感；ω為電機電角速度；p_n為極對數；B為摩擦轉矩粘滯系數；J為轉動慣量；Ψ_f為電機轉子磁通；T_e為電磁轉矩；T_L為負載轉矩。

步驟b、以負載轉矩和轉子電角速度作為狀態變量，選取速度估計誤差作為切換函數，滑模切換面定義為s(x)=0，構造如下形式的滑模觀測器；

ω^·=1.5pn2J[ψfiq+(Ld-Lq)idiq]-pnJT^L-BJω^+usmoT^·L=lusmo]]>式中，usmo=ksgn(ω^-ω),]]>k為滑模增益，l為反饋增益，為估計速度，為估計負載轉矩。

步驟c、選擇合適參數確保實現滑模運動，根據廣義滑模存在條件選擇滑模增益如下：

k<-|pnT‾L+BJ|]]>

步驟d、將負載轉矩觀測器輸出的轉矩實際值、PI調節器輸出的轉矩期望值相加后作為混合調節器的輸出。