[發(fā)明專利]永磁同步電機高性能控制器的PI參數(shù)整定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610416894.1
• 申請日: 2016-06-07
• 公開（公告）號: CN105897110B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張興;李浩源;李飛;楊淑英;曹朋朋;丁大尉;李曦
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02P23/14
• 分類號: H02P23/14;H02P25/022
• 代理公司: 合肥和瑞知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)34118
• 代理人: 王挺

1.一種永磁同步電機高性能控制器的PI參數(shù)整定方法，以圖解的方式實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定性和動態(tài)性指標的分析和PI參數(shù)多目標優(yōu)化，所述的PI參數(shù)包括PI調(diào)節(jié)器比例項系數(shù)K_p和PI調(diào)節(jié)器積分項系數(shù)K_i，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，采樣得到離散的三相繞組電流信號，其主頻譜幅值衰減為連續(xù)信號的T_s為采樣周期，三相繞組電流信號經(jīng)過坐標變換得到兩相旋轉(zhuǎn)電流i_d和i_q，i_d為d軸電流，i_q為q軸電流；

步驟2，建立電機驅(qū)動系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，如下式所示：

φ(s)=(1-e-sTs)e-sTsKps+(1-e-sTs)e-sTsKiLTss3+RTss2+(1-e-sTs)e-sTsKps+(1-e-sTs)e-sTsKi]]>

其中，φ(s)為系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)，L為電機電感，R為電機電阻，K_p為PI調(diào)節(jié)器比例項系數(shù)，K_i為PI調(diào)節(jié)器積分項系數(shù)，為采用滯后一拍控制引入的延時，為PWM輸出過程等效為零階保持器的延時，s為拉普拉斯算子；

步驟3，以K_p為橫軸，K_i為縱軸，建立PI參數(shù)平面坐標系，繪制PI參數(shù)穩(wěn)定域，得到K_p和K_i的穩(wěn)定區(qū)間；

步驟4，根據(jù)頻域性能指標相位裕度和幅值裕度A分析系統(tǒng)穩(wěn)定性，在PI參數(shù)平面坐標系中，繪制滿足及A>A_exp的期望裕度域，其中為工程中要求的相位裕度下限，A_exp為工程中要求的幅值裕度下限；

步驟5，根據(jù)時域性能指標超調(diào)量δ和調(diào)節(jié)時間t_s分析系統(tǒng)動態(tài)性，在步驟4所得的期望裕度域內(nèi)，以K_p和K_i為自變量，分別作出以δ和t_s為目標函數(shù)的三維圖；

步驟6，在步驟5所得的三維圖中進行PI參數(shù)尋優(yōu)，即分析動態(tài)性能指標與PI參數(shù)的變化關(guān)系，以減小δ和t_s為目標，整定出最優(yōu)的PI參數(shù)值，作為電機控制器中PI調(diào)節(jié)器的系數(shù)。