[發明專利]空調、系統電機、驅動控制方法、控制系統及存儲介質

在審

• 申請號: 202011288121.2
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112671285A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 謝剛;張嘉鑫;周偉;盛帥;陳健
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/13;H02P21/14;H02P21/18;H02P21/20;H02P25/022;H02P27/08
• 代理公司: 廣州市時代知識產權代理事務所(普通合伙) 44438
• 代理人: 楊少鵬

1.一種空調系統電機的驅動控制方法，其特征在于，所述空調系統電機的驅動控制方法包括：

基于擴展卡爾曼濾波的無位置傳感采集電機的位置信息；所述電機包括空調風機、壓縮機；

根據空調系統電機驅動算法，利用歐拉離散法、泰勒級數進行離散后，基于模型預測控制策略進行空調電機驅動控制；

處理空調電機狀態離散化數字信號狀態參數及實現空調控制邏輯；

對空調電機進行線性、離散處理后應用卡爾曼濾波，基于擴展卡爾曼濾波EKF進行空調電機轉子位置的估測計算；

對空調控制器外圍電路信號進行處理；通過存儲介質存儲空調系統及空調電機驅動所需的參數數據。

2.如權利要求1所述的空調系統電機的驅動控制方法，其特征在于，所述模型預測控制策略，包括：

(1)采集電機包含電流、電壓及位置信息在內的狀態參數信息；

(2)構建空調驅動系統的離散數學模型；

(3)通過構建的空調驅動系統的離散數學模型對空調系統電流、轉矩及磁鏈參數進行預測；

(4)建立基于離散數學模型的代價函數，通過代價函數選擇最優的電機控制矢量；

(5)通過PWM輸入逆變器的最優開關狀態Sa、Sb、Sc；

(6)基于模型預測控制策略進行空調風機、壓縮機的驅動控制。

3.如權利要求1所述的空調系統電機的驅動控制方法，其特征在于，所述基于模型預測控制策略進行空調電機驅動控制，包括：

(1)通過一階歐拉離散法、二階歐拉離散法及泰勒級數離散法進行電機模型的離散化；

(2)通過擴展卡爾曼濾波方法進行空調電機轉子位置的觀測計算；

(3)通過空調系統中傳感器采集電機的重要狀態參數到所建立的考慮空調系統擾動因數項的離散化的數學模型當中進行空調電機電流、轉矩及磁鏈等重要性能指標參數的預測，包括單步及多步預測；

(4)根據所建立的離散電機驅動模型構造可以評價最優控制電壓矢量選擇的代價函數；

(5)通過實時采集電機重要狀態參數的數據對所建立的空調電機數學模型進行反饋校正從而實現在線更新電機數學模型的過程。

4.如權利要求1所述的空調系統電機的驅動控制方法，其特征在于，所述基于擴展卡爾曼濾波EKF進行電機轉子位置的估測計算的方法為：

基于表貼式三相永磁同步電機在靜止坐標系下建立的數學模型進行擴展的EKF電機位置估測計算。

5.如權利要求4所述的空調系統電機的驅動控制方法，其特征在于，所述表貼式的永磁同步電機在兩相靜止坐標系下的電壓方程表達式為：

在同步電機的數學模型中：

綜上所述，建立如下的狀態方程：

在擴展卡爾曼濾波EKF無位置觀測方法當中，利用電機的電流、轉速及轉子位置作為觀測器中的狀態變量；利用電機的電壓作為輸入量。

6.如權利要求3所述的空調系統電機的驅動控制方法，其特征在于，所述EKF電機位置估測計算包括：

1)對所選取的狀態量進行預測，通過離散化的輸入u(k)和上一過程階段的狀態估計來預測(k+1)時刻的狀態矢量：

2)計算此預測量所對應的輸出并同時計算觀測器的協方差矩陣、增益矩陣K(k+1)；

3)通過以上所計算的狀態量進行反饋校正從而獲得優化的狀態估計值即進行濾波進程處理；

4)對估計誤差協方差矩陣進行預測估計從而實現循環的優化狀態電機轉子位置估計。