[發明專利]永磁電機比例諧振控制器離散化設計方法

有效

• 申請號: 201810603150.X
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN108880383B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 宋戰鋒;于贇;夏長亮
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

1.一種永磁電機比例諧振控制器離散化設計方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

考慮到數字控制系統中存在的采樣和PWM的零階保持特性，將電機電流環的連續模型離散化，得到離散模型；

在同步采樣方式下，控制器的輸出存在一個采樣周期的延時，為了將一個采樣周期的延時包含在離散模型中，擴張狀態空間表達式，得到電流控制系統開環模型；

引入積分器消除穩態誤差，結合狀態反饋控制結構推導出電流控制系統閉環模型；

確定電流控制閉環系統期望的零極點，利用直接零極點配置法進行電流控制器參數整定，根據參數整定方法確定電流控制器參數在線計算方法，以滿足電流控制器參數在線計算的需求；

其中，利用直接零極點配置法進行電流控制器參數整定具體為：

電流控制系統的開環極點有兩個，分別由時間延遲和被控對象引入，由時間延遲引入的極點位于原點處，由被控對象引入的極點位于R_f、L_f分別表示永磁電機定子電阻和同步電感，

選擇由積分器引入的兩個復數極點作為主導極點，最后一個實極點保持不動，并由一個零點與之相互抵消；期望的四個極點分別設置為0，和α_c為帶寬，ω₀為給定電流的角頻率；

一個零點設置為消除實數極點，電流控制器前饋系數由這個零點確定；主導極點為電流控制器引入的一對復極點，其位置由電流控制閉環系統的設計要求確定。

2.根據權利要求1所述的一種永磁電機比例諧振控制器離散化設計方法，其特征在于，所述方法還包括：建立永磁電機電流環的連續模型。

3.根據權利要求1所述的一種永磁電機比例諧振控制器離散化設計方法，其特征在于，所述引入積分器消除穩態誤差，結合狀態反饋控制結構推導出電流控制系統閉環模型具體為：

在狀態反饋控制中加入包含積分器的反饋通道，積分的引入增加了兩個積分狀態，獲取對應的差分方程；

將積分狀態加入差分方程中，得到擴張狀態后的表達式；

由狀態反饋控制結構獲取控制律，進而推導出電流控制系統閉環模型。

4.根據權利要求3所述的一種永磁電機比例諧振控制器離散化設計方法，其特征在于，所述對應的差分方程為：

x_I1(k+1)＝x_I2(k)

x_I2(k+1)＝-x_I1(k)+2cos(ω₀T_s)x_I2(k)+H_dx_d(k)-i_ref(k)

其中，i_ref(k)為給定電流采樣值；x_I1(k)、x_I2(k)為積分器引入的兩個積分狀態；H_d用于表示電流環開環控制系統的參數矩陣；x_d(k)是新的狀態變量矩陣。