[發(fā)明專利]一種永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的自抗擾控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710680501.2
• 申請(qǐng)日: 2017-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN107425769B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐彬彬;曾岳南;徐道明;趙友陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/00
• 分類號(hào): H02P21/00;H02P21/13
• 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

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的自抗擾控制方法及系統(tǒng)，通過采集永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子角速度和轉(zhuǎn)矩電流；采用預(yù)先建立的擾動(dòng)適應(yīng)的自抗擾模型對(duì)轉(zhuǎn)子角速度及轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行處理，得到控制輸出信號(hào)；依據(jù)控制輸出信號(hào)對(duì)永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制；自抗擾模型為依據(jù)一階線性自抗擾控制子模型、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)子模型及負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)子模型建立的；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)子模型依據(jù)朗道辨識(shí)算法建立的，通過辨識(shí)出的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及計(jì)算關(guān)系式b₀＝K_t/J對(duì)系統(tǒng)控制增益b₀進(jìn)行調(diào)整；負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)子模型依據(jù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器建立的。本發(fā)明實(shí)施例在使用過程中提高了對(duì)控制增益b₀的調(diào)節(jié)精確度，提高了永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的抗干擾能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及永磁同步電機(jī)控制領(lǐng)域，特別是涉及一種永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的自抗擾控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

永磁同步電機(jī)是一種轉(zhuǎn)子與空間磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)的永磁電機(jī)，并且隨著控制理論、電力電子器件、永磁材料以及微處理器等技術(shù)的發(fā)展，永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)取得了巨大進(jìn)步，在高精度加工、機(jī)器人、航空航天和電動(dòng)汽車等行業(yè)和領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。

隨著永磁同步電機(jī)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，人們對(duì)永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的性能要求也不斷提高，但永磁同步電機(jī)卻是一個(gè)非線性、交叉耦合且含多個(gè)未知變量的被控對(duì)象，且在實(shí)際運(yùn)行過程中存在外部負(fù)載擾動(dòng)和其他等不確定因素的影響。傳統(tǒng)交流伺服系統(tǒng)速度控制器一般采用PID控制器(Proportion Integration Differentiation，比例-積分-微分控制器)，難以使系統(tǒng)同時(shí)具有優(yōu)越的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性、跟隨性和抗擾性，PID控制器對(duì)于高性能伺服控制系統(tǒng)有一定的局限性，難以獲得滿意的控制效果。因此，研究永磁同步電機(jī)的控制策略對(duì)永磁同步電機(jī)應(yīng)用的發(fā)展具有重要意義。

在眾多的控制策略中，近些年一種針對(duì)解決PID控制所存在不足提出的自抗擾控制在電機(jī)控制領(lǐng)域逐漸新興起來，此種控制兼顧穩(wěn)定性和抗擾性。

目前，在對(duì)被控系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí)，主要受到慣量擾動(dòng)和負(fù)載擾動(dòng)的影響，并且可以通過對(duì)被控系統(tǒng)控制增益b進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的慣量擾動(dòng)自適應(yīng)控制。由于在自抗擾控制中控制增益b在不同的控制系統(tǒng)中存在不同的定義，只有根據(jù)特定系統(tǒng)得出的最佳控制增益才能使對(duì)系統(tǒng)的控制達(dá)到最佳的控制效果，所以可以通過對(duì)控制增益b進(jìn)行調(diào)整，提高對(duì)系統(tǒng)的控制效果。現(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)控制增益b進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，主要是采用人工手動(dòng)試湊的方式對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于控制增益b不斷變化，所以采用手動(dòng)試湊的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，精確度較低、誤差較大，從而不能使控制增益b調(diào)節(jié)至最佳值，進(jìn)而不能使被控系統(tǒng)達(dá)到最佳的控制效果，使被控系統(tǒng)的抗干擾能力較低。

因此，如何提供一種解決上述技術(shù)問題的永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的自抗擾控制方法及系統(tǒng)成為本領(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)明實(shí)施例的目的是提供一種永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的自抗擾控制方法及系統(tǒng)，在使用過程中提高了對(duì)控制增益b₀的調(diào)節(jié)精確度，提高了永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的抗干擾能力。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的自抗擾控制方法，包括：

采集永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子角速度和轉(zhuǎn)矩電流；

采用預(yù)先建立的擾動(dòng)適應(yīng)的自抗擾模型對(duì)所述轉(zhuǎn)子角速度及所述轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行處理，得到控制輸出信號(hào)；

依據(jù)所述控制輸出信號(hào)對(duì)所述永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制；