[發明專利]一種電機模擬器的非線性電流模擬及魯棒控制方法

有效

• 申請號: 202010862706.4
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN111948947B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 王大方;李琪;金毅;簡方恒;謝昊;郝景陽;許彭斌;杜慶;郭鵬;艾文卓;林建華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）;威海天達汽車科技有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 威海聚睿知識產權代理事務所(普通合伙) 37352
• 代理人: 宋立國

1.一種電機模擬器的非線性電流模擬及魯棒控制的方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟a、將經傳感器采集獲得的被測電機控制器的三相電壓進行坐標變換得到dq軸電壓，根據電機模型狀態方程：將電流狀態量i_m作為電機模型狀態方程的狀態量和輸出量，輸入電壓U_m作為電機模型狀態方程的輸入，根據公式：將電機磁鏈引起的反電勢與q軸電感的比值ξ_m作為電機模型狀態方程的非線性擾動輸入；電機模型的定子電阻、dq軸電感以及電頻率轉速作為電機模型狀態方程參數；

步驟b、根據前饋控制環節的電壓計算公式：計算得到電機模擬器的前饋輸出電壓U_f；

步驟c、采用LQR最優控制算法，基于公式

計算出多輸入多輸出的電機模擬器的狀態反饋矩陣K，電機模擬器的狀態偏差與狀態反饋矩陣K相乘得到電機模擬器的狀態反饋輸出電壓，U_LQR＝K·i_err；

步驟d、采用計算公式為：

的電機模擬器擾動觀測器對由于電機模擬器的模型參數誤差和外界擾動造成的控制偏差進行糾正，求得擾動觀測器輸出電壓

步驟e、將前饋輸出電壓、狀態反饋輸出電壓和擾動觀測器輸出電壓相加，作為電機模擬器最終目標輸出電壓U_e，即：通過電壓調制策略對功率放大單元的高頻開關實現對電機模擬器非線性電流的模擬和控制；

式中i_m為電流狀態量，為電流狀態量的導數，U_m為輸入電壓，A_m、B_m和C_m為關于電機參數的狀態空間矩陣系數，ξ_m為電機模型狀態方程的非線性擾動輸入，f_bw為電機模型在不同轉速工況下的電流模擬頻域帶寬，U_f為電機模擬器的前饋輸出電壓，A_cr、B_cr1和B_cr2為參考耦合網絡模型系數矩陣，為B_cr2的逆矩陣，J為電流跟蹤性能評價指標，i_c為耦合網絡實際當前電流，Q和R分別為系統跟蹤誤差和系統輸出的權重系數矩陣，U_LQR為狀態反饋輸出電壓，K為狀態反饋矩陣，U_e為電機模擬器最終目標輸出電壓，i_err＝i_m-i_c為電機模擬器狀態偏差，為估算耦合網絡電流，為擾動觀測器輸出電壓，L為觀測矩陣。

2.根據權利要求1所述的電機模擬器的非線性電流模擬及魯棒控制的方法，其特征在于所述的步驟c、步驟d、步驟e并行計算執行而互不影響。