[發(fā)明專利]一種基于線性自抗擾控制的永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107612432A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐修昆
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽沃弗電力科技有限公司
• 主分類號: H02P6/06
• 分類號: H02P6/06
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11390
• 代理人: 胡劍輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于永磁同步電機領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于線性自抗擾控制的永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)。

背景技術(shù)

永磁同步電動機因具有體積小、高效節(jié)能、功率密度高、重量輕等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于傳動領(lǐng)域。但其具有多變量、強耦合、變參數(shù)、非線性等特性，傳統(tǒng)的控制算法難以滿足其高性能的控制要求。

永磁同步電機的主要控制策略有矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩(DTC)控制，已經(jīng)有人將自抗擾控制器應(yīng)用于永磁同步電機矢量控制的仿真研究。自抗擾控制是一種不依賴被控對象數(shù)學(xué)模型的新型控制技術(shù)，能自動檢測并補償被控對象的內(nèi)外擾動。控制對象遇到不確定性擾動或者參數(shù)發(fā)生變化時都能得到良好的控制效果，具有較強的適應(yīng)性和魯棒性，得以廣泛的應(yīng)用。

但是由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和定子電流的強耦合使系統(tǒng)具有很強的非線性，特別在系統(tǒng)存在未知擾動時，這種非線性使系統(tǒng)難以達到高精度的控制要求。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述背景技術(shù)中非線性自抗擾控制難以使系統(tǒng)達到高精度的控制的問題，本發(fā)明提供了一種基于線性自抗擾控制的永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種基于線性自抗擾控制的永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)，包括一階TD模塊、轉(zhuǎn)速信號處理模塊、一階LSEF模塊、擾動補償處理模塊、DTC模塊、PMSM速度調(diào)適模塊、第一控制輸入增益模塊、第二控制輸入增益模塊、一階ESO模塊；

所述轉(zhuǎn)速一階TD模塊的輸入端與永磁同步電機調(diào)速控制器的輸入端連接，所述一階TD模塊的輸出端與轉(zhuǎn)速信號處理模塊的第一輸入端連接，所述轉(zhuǎn)速信號處理模塊的輸出端與一階LSEF模塊的輸入端連接，所述一階LSEF模塊的輸出端與擾動補償處理模塊的第一輸入端連接，所述擾動補償處理模塊的第一輸出端與第二控制輸入增益模塊的輸入端連接，所述第二控制輸入增益模塊的輸出端與一階ESO模塊的第一輸入端連接，所述擾動補償處理模塊的第二輸出端與DTC模塊的輸入端連接，所述DTC模塊的輸出端與PMSM速度調(diào)適模塊的輸入端連接，所述PMSM速度調(diào)適模塊的第一輸出端與永磁同步電機調(diào)速控制器的輸出端連接，所述PMSM速度調(diào)適模塊的第二輸出端與一階ESO模塊的第二輸入端連接，所述一階ESO模塊的第一輸出端與轉(zhuǎn)速信號處理模塊的第二輸入端連接，所述一階ESO模塊的第二輸出端與第一控制輸入增益模塊的輸入端連接，所述第一控制輸入增益模塊的輸出端與擾動補償處理模塊的第二輸入端連接。

進一步地，所述一階TD模塊為一階跟蹤微分控制器模塊，跟蹤并控制系統(tǒng)的狀態(tài)變量及它們的各階微分，解決系統(tǒng)中響應(yīng)速度與超調(diào)量之間的矛盾。

進一步地，所述轉(zhuǎn)速信號處理模塊包括對一階TD模塊安排過渡過程后的輸出轉(zhuǎn)速和一階ESO模塊觀測的輸出轉(zhuǎn)速的處理。

進一步地，所述一階ESO模塊對系統(tǒng)輸出及其各階導(dǎo)數(shù)進行觀測，同時對系統(tǒng)的擾動項進行估計和觀測，在擾動項中，被控對象自身的不確定性為內(nèi)擾，把外界擾動為外擾，二者構(gòu)成系統(tǒng)的總擾動。

進一步地，所述一階LSEF模塊對參考輸入及其擴張狀態(tài)的誤差信號的非線性組合進行控制，并對一階ESO模塊檢測的綜合擾動進行補償。

進一步地，所述第一控制輸入增益模塊通過參數(shù)b處理一階ESO模塊檢測的綜合擾動，參數(shù)b表示控制輸入的增益。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明將反饋抑制抗積分飽和方法應(yīng)用到自抗擾控制器，使系統(tǒng)具有抗積分飽和性能。系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)自抗擾控制器具有抗積分飽和的能力，避免控制器進入積分飽和而影響控制器性能，且退出積分飽和的速率可控，使自抗擾控制策略得到進一步優(yōu)化；同時，本發(fā)明的自抗擾控制是基于線性的，能夠簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，線性自抗擾控制能夠提高電機調(diào)速系統(tǒng)的抗干擾性和魯棒性，實現(xiàn)響應(yīng)迅速和無超調(diào)的很好結(jié)合。

附圖說明

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

圖1為本發(fā)明基于線性自抗擾控制的永磁同步機調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。