[發(fā)明專利]永磁無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的不匹配時(shí)變干擾抑制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711297947.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN107994815B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王會(huì)明;盧青高;柯梅花;鮮娟;李清都;周園
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P6/08
• 分類號(hào): H02P6/08;H02P21/13;H02P21/18
• 代理公司: 重慶市恒信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)一種永磁無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的不匹配時(shí)變干擾抑制方法，該方法主要包括以下三步：首先，基于永磁無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)狀態(tài)空間方程，在無(wú)干擾情況下設(shè)計(jì)基準(zhǔn)控制器；其次，利用系統(tǒng)可測(cè)信息設(shè)計(jì)兩個(gè)干擾觀測(cè)器，分別用來(lái)估計(jì)系統(tǒng)匹配和不匹配時(shí)變干擾；最后，基于基準(zhǔn)控制器并結(jié)合匹配和不匹配時(shí)變干擾估計(jì)值，設(shè)計(jì)最終的復(fù)合控制器。與傳統(tǒng)線性控制方法相比，該方法既適用于多種類型時(shí)變干擾抑制情況，又可以同時(shí)抑制系統(tǒng)的匹配和不匹配時(shí)變干擾，滿足了永磁無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在高性能領(lǐng)域的應(yīng)用需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及永磁無(wú)刷直流電機(jī)的干擾抑制方法，尤其是一種永磁無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的不匹配時(shí)變干擾抑制方法。

背景技術(shù)

永磁無(wú)刷直流電機(jī)是隨著電力電子技術(shù)、制造業(yè)和新型材料的迅速發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一種新型直流電機(jī)，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、效率高、無(wú)勵(lì)磁損耗以及調(diào)速性能好等一系列優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、家用電器、儀器儀表、化工、醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域。

干擾抑制技術(shù)一直是永磁無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)之一，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者已對(duì)此開展了相關(guān)研究，并取得了一定成果。如PI控制、自抗擾控制等(Sun Xiaokang，YiYang,Zheng Weixing,et al.Robust PI speed tracking control for PMSM systembased on convex optimization algorithm[C].Proceedings of 33rd Chinese ControlConference，Nanjing,China,2014:4294-4299.Han J Q.From PID to activedisturbance rejection control[J].IEEE Trans on Industrial Electronics,2009,56(3):900-906.)。然而傳統(tǒng)的PI控制通常只能處理常值干擾，無(wú)法有效抑制斜坡、多項(xiàng)式、諧波等高階形式干擾。自抗擾控制雖然能夠?qū)崟r(shí)估計(jì)干擾并抑制系統(tǒng)干擾，但是它只能處理慢變干擾，同樣無(wú)法處理高階形式干擾，同時(shí)，許多實(shí)際系統(tǒng)包括永磁無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)，往往存在不匹配干擾的情況，即干擾和控制輸入不在同一通道，然而傳統(tǒng)的PI及自抗擾控制無(wú)法有效處理系統(tǒng)中的不匹配干擾。

因此，設(shè)計(jì)一種永磁無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的不匹配時(shí)變干擾抑制方法，可以實(shí)時(shí)估計(jì)并抑制匹配和不匹配干擾，對(duì)提高系統(tǒng)的抗擾性能非常重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決以上現(xiàn)有技術(shù)的問題。提出了一種有效處理不匹配時(shí)變干擾，提高系統(tǒng)的抗擾性能的永磁無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的不匹配時(shí)變干擾抑制方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種永磁無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的不匹配時(shí)變干擾抑制方法，其包括以下步驟：

首先，基于永磁無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)狀態(tài)空間方程，在無(wú)干擾情況下設(shè)計(jì)基準(zhǔn)控制器；其次，利用系統(tǒng)可測(cè)信息設(shè)計(jì)兩個(gè)干擾觀測(cè)器，分別用來(lái)估計(jì)系統(tǒng)匹配時(shí)變干擾和不匹配時(shí)變干擾；最后，基于基準(zhǔn)控制器并結(jié)合匹配時(shí)變干擾估計(jì)值和不匹配時(shí)變干擾估計(jì)值，設(shè)計(jì)最終的復(fù)合控制器，并根據(jù)該復(fù)合控制器進(jìn)行變干擾抑制。

進(jìn)一步的，所述在無(wú)干擾情況下設(shè)計(jì)基準(zhǔn)控制器，具體包括步驟：

根據(jù)永磁無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)狀態(tài)空間表達(dá)式：

y＝Cx