[發明專利]水泵用九相無刷直流電機調速系統及其并聯式轉速控制器

有效

• 申請號: 201610414479.2
• 申請日: 2016-06-13
• 公開（公告）號: CN105867111B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 龍駒;曾永忠;姜曾;何垂柯
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術領域

本發明涉及電機轉速控制領域，特別是涉及一種水泵用九相無刷直流電機調速系統及其并聯式轉速控制器。

背景技術

隨著生產技術的迅速發展，無刷直流電機越來越多地應用到生產生活中來，而如今由于工業生產需求的不斷提升，人們對無刷直流電機轉速控制的控制效果提出了更高的要求。

目前，水泵用九相無刷直流電機調速系統采用的是普通PID控制器來對轉速進行控制，具有結構簡單、易于實現等優點。在轉速控制過程中，不可避免的會產生一定的轉矩脈動和一定的轉速增高/降落，且根據不同的負載狀態，會需要調速系統具有較好的轉矩脈動抑制效果或較好的轉速增高/降落優化效果。但是，由于普通PID控制是一種線性控制，而水泵用九相無刷直流電機調速系統為非線性系統，故普通PID控制對轉矩脈動的抑制效果以及轉速增高/降落的優化效果均較差。

因此，如何提供一種調整效果好的水泵用九相無刷直流電機調速系統及其并聯式轉速控制器是本領域技術人員目前需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種水泵用九相無刷直流電機調速系統及其并聯式轉速控制器，能夠根據負載需要來選擇合適的控制方式來進行轉速控制，提高了對轉矩脈動的抑制效果以及對轉速增高/降落的優化效果。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種水泵用九相無刷直流電機的并聯式轉速控制器，包括第一加法器、模糊PID轉速控制模塊、分數階PID轉速控制模塊、用于根據所述水泵用九相無刷直流電機的負載狀態生成不同的指示信號的絕對值模塊以及選擇開關；其中：

所述第一加法器的正輸入端為所述并聯式轉速控制器的給定轉速輸入端，所述第一加法器的負輸入端為所述并聯式轉速控制器的實測轉速輸入端；所述第一加法器的輸出端分別與所述模糊PID轉速控制模塊的輸入端以及所述分數階PID轉速控制模塊的輸入端相連；

所述模糊PID轉速控制模塊的輸出端與所述選擇開關的第一動端相連，所述分數階PID轉速控制模塊的輸出端與所述選擇開關的第二動端相連；

所述絕對值模塊的輸入端與所述水泵用九相無刷直流電機的負載模塊相連，所述絕對值模塊的輸出端與所述選擇開關的控制端相連；

所述水泵用九相無刷直流電機的并聯式轉速控制器還包括：

第一限幅模塊，所述第一限幅模塊的輸入端與所述選擇開關的不動端相連，所述第一限幅模塊的輸出端為所述并聯式轉速控制器的輸出端；

所述選擇開關用于在所述指示信號表示所述負載狀態為有載時，控制所述模糊PID轉速控制模塊的輸出端作為所述第一限幅模塊的輸入端，在所述指示信號表示所述負載狀態為空載時，控制所述分數階PID轉速控制模塊的輸出端作為所述第一限幅模塊的輸入端；

所述模糊PID轉速控制模塊包括用于對比例參數、積分參數以及微分參數進行調整的模糊PID參數整定控制器、積分模塊、第一微分模塊、第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器以及第二加法器，其中：

所述第一加法器的輸出端分別與所述模糊PID參數整定控制器的輸入端、所述第一乘法器的第二輸入端、所述積分模塊的輸入端以及所述第一微分模塊的輸入端相連；

所述積分模塊的輸出端與所述第二乘法器的第二輸入端相連，所述第一微分模塊的輸出端與所述第三乘法器的第二輸入端相連；

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

所述第一乘法器的輸出端、所述第二乘法器的輸出端以及所述第三乘法器的輸出端分別與所述第二加法器的三個輸入端對應相連；所述第二加法器的輸出端為所述模糊PID轉速控制模塊的輸出端；

所述模糊PID參數整定控制器包括第二微分模塊、放大系數乘法器、微分放大系數乘法器、第二限幅模塊、第三限幅模塊、零點保持器、模糊邏輯控制器、初始比例參數控制模塊、初始積分參數控制模塊、初始微分參數控制模塊、比例參數整定放大模塊、積分參數整定放大模塊、微分參數整定放大模塊和三個第四加法器；