[發(fā)明專利]水泵用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)及其串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610414224.6
• 申請(qǐng)日: 2016-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN105958873B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍駒;曾永忠;姜曾;何垂柯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西華大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P6/10
• 分類號(hào): H02P6/10;H02P23/20
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)轉(zhuǎn)速控制領(lǐng)域，特別是涉及一種水泵用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)及其串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器。

背景技術(shù)

隨著生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展，無刷直流電機(jī)越來越多地應(yīng)用到生產(chǎn)生活中來，而如今由于工業(yè)生產(chǎn)需求的不斷提升，人們對(duì)無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制的控制精度提出了更高的要求。

目前，水泵用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用的是普通PID控制器來對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。在轉(zhuǎn)速控制過程中，不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和一定的轉(zhuǎn)速增高/降落，故需要對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)進(jìn)行抑制以及對(duì)轉(zhuǎn)速增高/降落進(jìn)行優(yōu)化，但是普通PID控制中，當(dāng)調(diào)整轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)變小后，轉(zhuǎn)速降落會(huì)增大，而調(diào)整轉(zhuǎn)速降落變小后，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)會(huì)增大，即轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)與轉(zhuǎn)速降落不能同時(shí)得到優(yōu)化，優(yōu)化效果差。

因此，如何提供一種優(yōu)化效果好的水泵用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)及其串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種水泵用九相無刷直流電機(jī)的串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器，能夠較好的抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)速增高/降落進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化效果好。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的水泵用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種水泵用九相無刷直流電機(jī)的串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器，包括用于對(duì)比例參數(shù)、積分參數(shù)以及微分參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的模糊PID參數(shù)整定控制器、第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、用于獲得接近給定積分階次的實(shí)際積分階次，并根據(jù)所述實(shí)際積分階次對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行變化步調(diào)調(diào)整的分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊、用于獲得接近給定微分階次的實(shí)際微分階次，并根據(jù)所述實(shí)際微分階次對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行振蕩調(diào)整的分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊、第一加法器以及第二加法器，其中：

所述第一加法器的正輸入端為所述串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的給定轉(zhuǎn)速輸入端，所述第一加法器的負(fù)輸入端為所述串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速輸入端；所述第一加法器的輸出端分別與所述模糊PID參數(shù)整定控制器的輸入端、所述第一乘法器的第二輸入端、所述第二乘法器的第二輸入端以及所述第三乘法器的第二輸入端相連；

所述模糊PID參數(shù)整定控制器的比例參數(shù)輸出端與所述第一乘法器的第一輸入端相連，所述模糊PID參數(shù)整定控制器的積分參數(shù)輸出端與所述第二乘法器的第一輸入端相連，所述模糊PID參數(shù)整定控制器的微分參數(shù)輸出端與所述第三乘法器的第一輸入端相連；

所述第二乘法器的輸出端與所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸入端相連；

所述第三乘法器的輸出端與所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸入端相連；

所述第一乘法器的輸出端、所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸出端以及所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸出端分別與所述第二加法器的三個(gè)輸入端對(duì)應(yīng)相連；

所述串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器還包括：

第一限幅模塊，所述第一限幅模塊的輸入端與所述第二加法器的輸出端相連，所述第一限幅模塊的輸出端為所述串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的輸出端；

所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊包括用于使所述實(shí)際積分階次逼近所述給定積分階次，并按照所述實(shí)際積分階次對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行變化步調(diào)調(diào)整的積分逼近模塊以及用于對(duì)所述積分逼近模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行微調(diào)的積分慣性模塊；

所述積分逼近模塊的輸入端為所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸入端，所述積分逼近模塊的輸出端與所述積分慣性模塊的輸入端相連，所述積分慣性模塊的輸出端為所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸出端；

所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊包括用于使所述實(shí)際微分階次逼近所述給定微分階次，并按照所述實(shí)際微分階次對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行振蕩調(diào)整的微分逼近模塊以及用于對(duì)所述微分逼近模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行微調(diào)的微分慣性模塊；

所述微分逼近模塊的輸入端為所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸入端，所述微分逼近模塊的輸出端與所述微分慣性模塊的輸入端相連，所述微分慣性模塊的輸出端為所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸出端；

其中比例參數(shù)、積分參數(shù)以及微分參數(shù)經(jīng)過模糊PID參數(shù)整定控制器調(diào)整后輸出為FKp、FKi以及FKd，分別對(duì)應(yīng)為調(diào)整后的比例參數(shù)、積分參數(shù)以及微分參數(shù)，PID控制關(guān)系式如下：

其中，K_P是比例參數(shù)，是積分參數(shù)，K_PT_d是微分參數(shù)，e(t)為模糊PID參數(shù)整定控制器的輸入信號(hào)；