[發(fā)明專利]一種CMG框架永磁同步電機(jī)的控制系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610248632.9
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN105763119B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魯明;胡躍偉;王英廣;田利梅;李剛;田興;馬文棟;武登云;張激揚(yáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: H02P21/05
• 分類號: H02P21/05;H02P21/06;H02P21/18
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

1.一種CMG框架永磁同步電機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于：該控制系統(tǒng)包括全橋驅(qū)動電路模塊、電流采集模塊、三相/兩相坐標(biāo)變換模塊、兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換模塊、第一差分模塊、勵磁電流比例積分調(diào)節(jié)模塊、兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)反變換模塊、空間矢量脈寬調(diào)制生成模塊、轉(zhuǎn)速計算模塊、第二差分模塊、位置環(huán)比例微分調(diào)節(jié)模塊、速度前饋模塊、第三差分模塊、轉(zhuǎn)速環(huán)滑模控制模塊、位置前饋模塊、高速轉(zhuǎn)子擾振自適應(yīng)前饋補(bǔ)償模塊、累加模塊、永磁同步電機(jī)及測角模塊；

測角模塊測量得到永磁同步電機(jī)的實(shí)際機(jī)械角度θm和電角度θe，并將實(shí)際機(jī)械角度θm輸出給第二差分模塊和轉(zhuǎn)速計算模塊，將電角度θe輸出給兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換模塊和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)反變換模塊；

電流采集模塊采集永磁同步電機(jī)的A相電流iA和B相電流iB后，電流采集模塊將電流iA和iB輸出給三相/兩相坐標(biāo)變換模塊，三相/兩相坐標(biāo)變換模塊將接收到的電流iA和iB進(jìn)行三相/兩相坐標(biāo)變換后輸出兩相靜止坐標(biāo)系下的電流iα和iβ給兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換模塊，兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換模塊同時接收由測角模塊輸出的永磁同步電機(jī)電角度θe；兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換模塊對接收到的電流iα和iβ以及電角度θe進(jìn)行兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換后輸出d-q坐標(biāo)系下的勵磁電流id給第一差分模塊，第一差分模塊同時接收到電流設(shè)定值且d-q坐標(biāo)系下的勵磁電流id和在第一差分模塊中進(jìn)行差分得到后將差分結(jié)果輸出給勵磁電流比例積分調(diào)節(jié)模塊，勵磁電流比例積分調(diào)節(jié)模塊對接收到的差分結(jié)果進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)后輸出d軸電壓控制信號給兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)反變換模塊；

第二差分模塊接收由測角模塊測量得到的永磁同步電機(jī)的實(shí)際機(jī)械角度θm以及永磁同步電機(jī)的設(shè)定機(jī)械角度值并對實(shí)際機(jī)械角度θm和設(shè)定機(jī)械角度值進(jìn)行差分，得到位置偏差值并輸出給位置環(huán)比例微分調(diào)節(jié)模塊和位置前饋模塊，位置環(huán)比例微分調(diào)節(jié)模塊對接收到的位置偏差值進(jìn)行比例微分調(diào)節(jié)后輸出轉(zhuǎn)速環(huán)轉(zhuǎn)速設(shè)定信號給第三差分模塊；

轉(zhuǎn)速計算模塊根據(jù)測角模塊測量得到的永磁同步電機(jī)的實(shí)際機(jī)械角度θm計算得到永磁同步電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速ωm并輸出給第三差分模塊；

第三差分模塊對接收到的轉(zhuǎn)速環(huán)轉(zhuǎn)速設(shè)定信號和永磁同步電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速ωm進(jìn)行差分，得到轉(zhuǎn)速偏差值第三差分模塊將轉(zhuǎn)速偏差值分別輸出給轉(zhuǎn)速環(huán)滑模控制模塊、速度前饋模塊和高速轉(zhuǎn)子擾振自適應(yīng)前饋補(bǔ)償模塊；

轉(zhuǎn)速環(huán)滑?？刂颇K對接收到的轉(zhuǎn)速偏差值進(jìn)行滑?？刂七\(yùn)算得到電機(jī)q軸電壓控制信號uq1，然后輸出給累加模塊；

高速轉(zhuǎn)子擾振自適應(yīng)前饋補(bǔ)償模塊對接收到的轉(zhuǎn)速偏差值進(jìn)行自適應(yīng)前饋補(bǔ)償運(yùn)算得到電機(jī)q軸電壓控制信號uq2，然后輸出給累加模塊；

位置前饋模塊對接收到的位置偏差值進(jìn)行比例運(yùn)算得到電機(jī)q軸電壓控制信號uq3，然后輸出給累加模塊；

速度前饋模塊對接收到的轉(zhuǎn)速偏差值進(jìn)行比例運(yùn)算得到電機(jī)q軸電壓控制信號uq4，然后輸出給累加模塊；

累加模塊對接收到的電機(jī)q軸電壓控制信號uq1、uq2、uq3、uq4進(jìn)行累加計算后輸出電機(jī)q軸控制電壓給兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)反變換模塊；

兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)反變換模塊對接收到的電角度θe、d軸電壓控制信號和電機(jī)q軸控制電壓進(jìn)行兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)反變換后輸出α-β坐標(biāo)系下的控制電壓和給空間矢量脈寬調(diào)制生成模塊，空間矢量脈寬調(diào)制生成模塊對接收到的α-β坐標(biāo)系下的控制電壓和進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制信號生成后輸出調(diào)制信號SVPWM給全橋驅(qū)動電路模塊，全橋驅(qū)動電路模塊根據(jù)接收到的調(diào)制信號SVPWM對永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制。