[發明專利]一種異步電機轉矩反步控制方法

有效

• 申請號: 202010084413.8
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111181457B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 寧博文
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: H02P21/12
• 分類號: H02P21/12;H02P21/13;H02P21/14;H02P21/20;H02P25/02;H02P27/08
• 代理公司: 上海政濟知識產權代理事務所(普通合伙) 31479
• 代理人: 輦甲武

1.一種異步電機轉矩反步控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

轉速控制器設計：基于異步電機在兩相靜止α-β坐標系上的動態方程以及機械運動方程，根據反步法，定義符合第一預設規則的轉速控制模型和第一系統穩定模型，并根據第一約束條件，得到轉矩控制量給定值

轉矩和定子磁鏈控制器設計：基于所述異步電機的轉矩和定子磁鏈方程，根據反步法，定義符合第二預設規則的轉矩和定子磁鏈控制模型和第二系統穩定模型，并根據第二約束條件，得到符合所述第二預設規則的轉矩和定子磁鏈控制器的輸出電壓

負載轉矩補償：基于所述機械運動方程，定義滿足第三約束條件的滑模觀測漸近穩定的負載轉矩滑模觀測器、滑模切換函數S、電機轉速估計誤差和負載轉矩估計誤差得到負載轉估計值作為所述負載轉矩補償；

信號驅動運行：根據所述轉矩和定子磁鏈控制器的輸出電壓和所述負載轉矩估計值經過空間電壓矢量調制模塊得到逆變器的驅動信號使所述異步電機運行。

2.根據權利要求1所述的異步電機轉矩反步控制方法，其特征在于，所述動態方程和所述機械運動方程分別為

其中，u_sα、u_sβ、i_sα、i_sβ分別為所述兩相靜止α-β坐標系上的定子電壓和定子電流，ψ_sα、ψ_sβ為所述兩相靜止α-β坐標系上的定子磁鏈，R_s、R_r分別為定子電阻和轉子電阻，L_s、L_r和L_m分別為定子電感、轉子電感和互感，J為轉動慣量，B為摩擦系數，T_e為電機轉矩，T_l為負載轉矩，ω為轉子電氣角速度，ω_r為電機機械速度，ω＝n_pω_r，n_p為極對數，系數c₂＝c₃θ，

3.根據權利要求2所述的異步電機轉矩反步控制方法，其特征在于，所述轉速控制模型包括轉速誤差e_ω和轉速控制動態方程分別為：

其中，為電機轉速給定值，為e_ω的導數，

所述第一預設規則為轉速誤差e_ω隨時間趨近于0。

4.根據權利要求3所述的異步電機轉矩反步控制方法，其特征在于，所述第一系統穩定模型包括所述第一系統穩定函數V₁、第一系統穩定態動態函數分別為：

其中，為V₁的導數，常數k₁0，

5.根據權利要求4所述的異步電機轉矩反步控制方法，其特征在于，所述第一約束條件為

6.根據權利要求5所述的異步電機轉矩反步控制方法，其特征在于，所述轉矩控制量給定值為：

7.根據權利要求6所述的異步電機轉矩反步控制方法，其特征在于，所述異步電機的電磁轉矩和定子磁鏈方程分別為：

其中，ψ為所述兩相靜止α-β坐標系上定子磁鏈的平方。