[發明專利]一種永磁同步電機在飛機舵機電動負載控制系統及方法

在審

• 申請號: 202110569986.4
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113489400A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 劉曉琳;馬麗霞
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/18;H02P21/13;H02P21/22;H02P25/022;H02P27/12
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

本發明提供了一種永磁同步電機在飛機舵機電動負載控制系統，涉及舵機模擬的技術領域，包括：模糊積分滑膜控制器、第一比例積分控制器、SVPWM控制器、逆變器、永磁同步電機、位置檢測器、擾動觀測器、第二比例積分控制器；位置檢測器用于獲取永磁同步電機的轉子位置信息以獲取轉子的角度信息θ以及轉子角速度ω；模糊積分滑膜控制器用于獲取角度參量，永磁同步電機的轉子角速度ω反饋至模糊積分滑膜控制器；第一比例積分控制器與所第一比例積分控制器經反Clark變換與SVPWM控制器相連，SVPWM控制器與逆變器輸入側相連；逆變器輸出側與永磁同步電機輸出轉子三相電流并將轉子三相電流經Clark變換以及Park變換。通過本發明可以模擬飛機在各種飛行狀態下的加載情況。

技術領域

本發明涉及舵機控制的技術領域，尤其是涉及一種永磁同步電機在飛機舵機電動負載控制系統及方法。

背景技術

機舵機電動負載模擬器作為飛行控制地面仿真設備，可以模擬舵機在各種飛行狀態下的加載情況。相比于傳統的自毀式實物實驗，該設備極大程度地改進了飛機舵機的測試方式，具有良好的可控性、無破壞性、操作簡單方便等優點。其中，伺服電機是負載模擬器的核心元件，通過剛性連接裝置緩沖彈簧與舵機相連。在現有的加載系統中，PMSM憑借其結構簡單、轉動慣量小、動態響應速度快、轉矩跟蹤能力強等優點被廣泛應用。盡管PMSM在保證加載連續性的同時改進了舵機的測試方式，然而其本身是一個易受參數時變等復雜因素影響的非線性系統，因此需要選用具有良好控制特性的控制方法，深入研究準確、快速、抗干擾的改進永磁同步電機算法具有重要意義，以滿足負載模擬器的各項技術指標要求。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種永磁同步電機在飛機舵機電動負載控制系統及方法，以深入研究永磁同步電機的算法以及抗干擾特性，模擬飛機在各種飛行狀態下的加載情況。

第一方面，本發明實施例提供了一種磁同步電機在飛機舵機電動負載控制系統，包括：

模糊積分滑膜控制器、第一比例積分控制器、SVPWM控制器、逆變器、永磁同步電機、位置檢測器、擾動觀測器、第二比例積分控制器；

所述位置檢測器用于獲取所述永磁同步電機的轉子位置信息以獲取轉子的角度信息θ以及轉子角速度ω

所述模糊積分滑膜控制器用于獲取角度參量，所述永磁同步電機的轉子角速度ω反饋至所述模糊積分滑膜控制器；

所述第一比例積分控制器與所第一比例積分控制器經反Clark變換與所述SVPWM控制器相連，所述SVPWM控制器與所述逆變器輸入側相連；

所述逆變器輸出側與所述永磁同步電機輸出轉子三相電流并將所述轉子三相電流經Clark變換以及Park變換。

另一方面，本發給提供了一種采用權要求1所述的永磁同步電機在飛機舵機電動負載控制系統的永磁同步電機在飛機舵機電動負載控制方法，

所述模糊積分滑膜控制器輸入側獲取所述永磁同步電機的轉子角速度參量以及永磁同步電機的轉子角速度ω，以使所述模糊積分滑膜控制器輸出側獲取轉子電流參量

所述轉子三相電流i負反饋至所述永磁同步電機的轉子電流參量利用所述第一比例積分控制器獲取縱軸電壓u_q；

獲取所述永磁同步電機輸出轉子三相電流經Park變換后的轉子電流i_d并所述第二比例積分控制器相連與獲取橫軸電壓u_d，并與所述縱軸電壓u_q以使所述SVPWM對所述逆變器的輸出電壓進行控制。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述軸電壓u_d以及所述縱軸電壓u_q分別為：

ω_m、ω_e分別為機械角速度和電角速度；