[發明專利]一種基于模糊自適應的無速度傳感器磁鏈矢量控制方法

無效

• 申請號: 201310412003.1
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103457532A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 王火明
• 申請（專利權）人: 昆山新金福精密電子有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 成立珍

技術領域

本發明屬于電機控制領域，涉及一種基于模糊自適應的無速度傳感器磁鏈矢量控制方法。?

背景技術

隨著國內電機控制領域的快速發展，各種控制方法越來越趨于智能化和高精度化，異步電機作為日常生活中應用最為廣泛的電機之一，在國民經濟和工業化發展中起到了至關重要的作用。近年來，無速度傳感器控制技術在異步電機控制領域中因其體積小、重量輕而受到了廣泛的關注。?

目前，在無速度傳感器控制技術領域中應用較多的方法有動態速度估計法、神經網絡理論方法、模型參考自適應法以及擴展卡爾曼濾波器法，以上各種控制方法特點不同，對控制的場合要求也不同，現有的無速度傳感器控制技術至少存在以下問題：?

一方面現有的無速度傳感器在異步電機控制中存在跟蹤精度和控制實時性不足的問題，在對電機轉速和磁鏈的辨識上難免存在誤差。?

另一方面由于交流異步電機的內在參數的時變不穩定性和外在工作負載的影響，使得電機在控制過程中系統抑制參數變化和抗干擾能力不夠好。?

發明內容

本發明所要解決的問題是提供了一種基于模糊自適應的無速度傳感器磁鏈矢量控制方法，該發明可以具有很好的對電機轉速和磁鏈的跟蹤精度，同時通過在線的自動調整提高系統的抗干擾能力。?

本發明主要涉及到如下內容：基于模糊自適應的無速度傳感器磁鏈矢量控制方法包括電源模塊部分、逆變器模塊、電流滯環PWM發生器模塊、異步電動機模塊、電機測量模塊、按轉子磁鏈定向轉子磁鏈電流模型、2/3坐標變換模塊、轉速推算模塊以及模糊自適應控制器；驅動模塊包括逆變器模塊和電流滯環PWM發生器模塊，異步電動機模塊同連接電機測量模塊相連接；模糊自適應控制器隸屬度函數選為三角形隸屬度函數和gaussmf隸屬度函數。?

本發明的有益效果是：本發明具有很好的跟蹤精度和控制實時性，在對電機轉速和磁鏈的辨識上可以滿足跟蹤控制要求。此外，通過應用模糊自適應的在線的自動調整功能，可以實時的調整異步電機電阻電感等參數帶來的不利影響，取得了較強的抗擾動效果，以此改善系統的非線性影響。?

附圖說明

圖1為磁鏈及無速度傳感器矢量控制系統示意圖；?

圖2為模糊自適應控制器示意圖；?

圖3PID轉速控制示意圖；?

圖4無速度傳感器矢量模糊自適應轉速控制示意圖。?

具體實施方式

圖1為磁鏈及無速度傳感器矢量控制系統示意圖，該控制系統包括以下幾個部分：電源模塊部分、逆變器模塊（Universl?Bridge）、電流滯環PWM發生器模塊（Generate）、異步電動機模塊（Asynchronous?Machine?SI?Units）、電機測量模塊(M)、按轉子磁鏈定向轉子磁鏈電流模型（current?model）、2/3坐標變換模塊（dp0_to_abc）、轉速推算模塊（speed?calculator）、模糊自適應控制器模塊（Fuzzy?Adaptive?System2）。?

電源模塊部分直流供電電壓410V，驅動部分包括逆變器模塊（Universl?Bridge）和電流滯環PWM發生器模塊（Generate），其中電流滯環PWM控制所選用的電力電子器件為IGBT,緩沖電阻為1e5，緩沖電容為無窮大，開通電阻值為1e-3，模塊中滯環寬度分別為：開通點0.6S，關斷點-0.55，其大小值不等，留有橋臂上下開關交替導通時的死區，避免換流時的直通。開通時輸出為1，關斷是輸出為0，其中滯環控制器由三個單相電流滯環控制器打包組成。?

異步電動機模塊（Asynchronous?Machine?SI?Units）連接電機測量模塊(M),需要測得的量是電流ia、轉速n、電磁轉矩Te、d軸上的磁鏈psid以及q軸上的磁鏈psiq。?

圖2為模糊自適應控制器示意圖，本發明的設計中，模糊集和論域的相關參數分別為：模糊集包括零(0)，正大(PB)，正中(PM)，正小(PS)，負大(NB)，負中(NM)，負小(NS)。輸入參數e和ec論域在-12～12之間，隸屬度函數選為三角形隸屬度函數；輸出量Kp*、Ki*、Kd*的論域在-0.8～0.8之間，K_p⁰、K_i⁰、K_d⁰為調整初始值，隸屬度函數為gaussmf。?