[發明專利]雙PWM永磁電力驅動系統轉矩前饋控制方法及其控制裝置

有效

• 申請號: 201611256143.4
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN107070335B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 張文娟;高劍;黃守道;李雪萍;榮飛;羅德榮
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/13;H02P25/022
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王慶龍

1.一種雙PWM永磁電力驅動系統轉矩前饋控制方法，其特征在于，其包括以下步驟：

S1.基于電動機輸出端的角速度和電動機輸出端的定子相繞組電流，獲取電動機的負載轉矩觀測值；

S2.基于電磁轉矩方程，獲取電動機負載轉矩在發電機端輸出轉矩對應的給定轉矩電流；

S3.基于電動機負載轉矩在發電機端輸出轉矩對應的給定轉矩電流和發電機的定子相繞組電流，獲取發電機端的脈沖寬度調制控制信號；所述步驟S1進一步包括以下步驟：基于電動機輸出端的定子相繞組電流，通過坐標變換，獲取電動機輸出端的定子相繞組dq軸電流；

所述步驟S1進一步包括：

基于電動機輸出端的定子相繞組d軸電流i_md和電動機輸出端的定子相繞組q軸電流i_mq，獲取電動機的負載轉矩觀測值其表達式為：

且，

其中，ω_m表示電動機的角速度，表示電動機角速度的觀測值，p_n表示電動機極對數，J表示電動機轉動慣量，B表示電動機摩擦轉矩粘滯系數，表示電動機轉子磁通，L_d表示電動機的直軸同步電感系數，L_q表示電動機的交軸同步電感系數，l表示反饋增益系數，k表示滑模增益系數，u_smo表示滑模控制器的輸出量。

2.如權利要求1所述的一種雙PWM永磁電力驅動系統轉矩前饋控制方法，其特征在于，所述步驟S2獲取電動機負載轉矩在發電機端輸出轉矩對應的給定轉矩電流i_mgf具體表達式為：

其中，表示發電機端的輸出轉矩，ω_g表示發電機的角速度。

3.一種雙PWM永磁電力驅動系統轉矩前饋控制裝置，其特征在于，其包括控制電路、順序連接的發電機、整流電路、直流母線、逆變電路和電動機，所述控制電路包括與所述整流電路連接的發電機控制器和與所述逆變電路連接的電動機控制器，且所述電動機與所述發電機控制器中間還裝設有轉矩觀測器和轉矩電流轉換器，所述轉矩觀測器通過所述轉矩電流轉換器與所述發電機控制器相連；

所述轉矩觀測器的數學模型表達式為：

且，

其中，ω_m表示電動機的角速度，表示電動機角速度的觀測值，p_n表示電動機極對數，J表示電動機轉動慣量，B表示電動機摩擦轉矩粘滯系數，表示電動機轉子磁通，i_md表示電動機輸出端的定子相繞組d軸電流，i_mq表示電動機輸出端的定子相繞組q軸電流，L_d表示電動機的直軸同步電感系數，L_q表示電動機的交軸同步電感系數，l表示反饋增益系數，k表示滑模增益系數，u_smo表示滑模控制器的輸出量，表示電動機負載轉矩觀測值。

4.如權利要求3所述的一種雙PWM永磁電力驅動系統轉矩前饋控制裝置，其特征在于，所述發電機與所述發電機控制器之間還設有用于將交流電轉換為直流電的第一轉換器，所述逆變電路的輸出端與所述電動機控制器之間還設有用于將交流電轉換為直流電的第二轉換器，且所述第二轉換器的輸出端還與所述轉矩觀測器的輸入端相連。

5.如權利要求4所述的一種雙PWM永磁電力驅動系統轉矩前饋控制裝置，其特征在于，所述發電機的輸出端設有用于檢測其輸出轉速的發電機編碼器，所述電動機的輸出端設有用于檢測其輸出轉速的電動機編碼器。

6.如權利要求5所述的一種雙PWM永磁電力驅動系統轉矩前饋控制裝置，其特征在于，所述發電機編碼器的輸出端與所述發電機控制器的輸入端相連，所述電動機編碼器的輸出端與所述電動機控制器的輸入端相連。