[發(fā)明專利]一種帶機(jī)械彈性儲(chǔ)能裝置的PMSM最大轉(zhuǎn)矩電流比控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610540776.1
• 申請(qǐng)日: 2016-07-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106655945B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余洋;鄭曉明;米增強(qiáng);李曉龍;孫辰軍;魏明磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）;國(guó)網(wǎng)河北省電力公司
• 主分類號(hào): H02P21/22
• 分類號(hào): H02P21/22
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種帶機(jī)械彈性儲(chǔ)能裝置的PMSM最大轉(zhuǎn)矩電流比控制方法，其特征是，所述方法首先建立由渦簧箱、永磁同步電動(dòng)機(jī)和變頻器依次連接而成的帶機(jī)械彈性儲(chǔ)能裝置永磁同步電動(dòng)機(jī)的全系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；然后根據(jù)儲(chǔ)能裝置的性能特點(diǎn)，設(shè)計(jì)帶遺忘因子最小二乘法辨識(shí)算法，將其應(yīng)用于辨識(shí)儲(chǔ)能裝置的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；再通過(guò)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制器的原理，求得d、q軸電流的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)反推控制器，求得d、q軸的控制電壓；最后將控制電壓輸入到永磁同步電動(dòng)機(jī)全系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型中，實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)的控制；具體方法包括以下步驟：

a.根據(jù)機(jī)械彈性儲(chǔ)能用永磁同步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，建立機(jī)械彈性儲(chǔ)能裝置的全系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型：

T_L＝T_L0+c₁δ＝T_L0+c₁ω_st

u_d＝R_si_d+pψ_d-n_pω_rψ_q

u_q＝R_si_q+pψ_q+n_pω_rψ_d

ψ_d＝L_di_d+ψ_f

ψ_q＝L_qi_q

J_mpω_r＝T_e-B_mω_r-T_L

其中：T_L為渦簧箱機(jī)械扭矩，J_L為渦簧箱轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，T_L0為渦簧儲(chǔ)能時(shí)的初始扭矩，ω_s、δ分別為渦簧芯軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)過(guò)的角度，c₁為渦簧扭矩系數(shù)，E、l、b和h分別為儲(chǔ)能渦簧的材料彈性模量、長(zhǎng)度、寬度和厚度，t為時(shí)間，J_e為渦簧完全釋放時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，n_s為渦簧總的儲(chǔ)能圈數(shù)，u_d、u_q為定子d、q軸電壓，i_d、i_q為定子d、q軸電流，L_d、L_q為定子d、q軸電感，ψ_d、ψ_q為定子磁鏈d、q軸分量，ψ_f為永磁體磁通，R_s為定子相電阻，p為微分算子，n_p為轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)，ω_r為轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度，J_m為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，T_e為電磁轉(zhuǎn)矩，B_m為粘滯阻尼系數(shù)

b.根據(jù)渦簧箱負(fù)載特性建立轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量帶遺忘因子最小二乘辨識(shí)方法

式中，是η的估計(jì)值，L和P分別為增益矩陣和協(xié)方差矩陣，T_s為采樣周期，k為采樣點(diǎn)，σ是遺忘因子，σ∈(0，1]，σ太小不利于提高算法的估計(jì)精度，σ＝1輸出數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)飽和，根據(jù)實(shí)際情況，選擇σ＝0.9

c.基于MTPA設(shè)計(jì)反推控制器：

其中：e_ω、e_d和e_q是定義的ω_r、i_d和i_q的誤差變量，ω_ref、i_dref和i_qref分別為ω_r、i_d和i_q的參考值，為i_dref、i_qref的導(dǎo)數(shù)，k_ω、k_d、k_q為正的控制增益

d.將控制電壓u_d和u_q輸入到永磁同步電動(dòng)機(jī)全系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械彈性儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制。