[發明專利]基于降維觀測器的電機調速控制方法

在審

• 申請號: 202110673319.0
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113517836A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 黃建;杜林奎;張新華;洋婷;王貫;宋志翌;王天乙;李浩男;徐方潔
• 申請（專利權）人: 北京自動化控制設備研究所
• 主分類號: H02P21/13
• 分類號: H02P21/13;H02P21/00;H02P21/22;H02P25/022
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于降維觀測器的電機調速控制方法，其特征在于，所述基于降維觀測器的電機調速控制方法包括：構建電流環，獲取電流環PI控制器比例系數和電流環積分系數；根據所述電流環構建速度環，獲取速度環比例系數及速度環積分系數；構建降維轉矩觀測器，獲取負載轉矩和轉矩觀測器系數，將所述負載轉矩乘以所述轉矩觀測器系數后反饋至所述電流環的輸入以完成基于降維觀測器的電機調速控制。

2.根據權利要求1所述的基于降維觀測器的電機調速控制方法，其特征在于，所述電流環的開環傳遞函數為其中，R_s為電機定子電阻，L_s為電機定子電感，K_u為PWM放大器增益，k_ii為電流環積分系數，k_pi為電流環PI控制器比例系數，s為微分算子。

3.根據權利要求1或2所述的基于降維觀測器的電機調速控制方法，其特征在于，所述電流環的閉環傳遞函數為其中，a₁＝R_s/L_s，a₂＝K_uK_fi/L_s，K_fi為電流反饋系數。

4.根據權利要求3所述的基于降維觀測器的電機調速控制方法，其特征在于，基于降維觀測器的電機調速控制方法根據a₁＝R_s/L_s、a₂＝K_uK_fi/L_s和獲取電流環PI控制器比例系數和電流環積分系數，其中，ω_n為系統自由振蕩頻率，ε為阻尼比，ω_b為電流環帶寬。

5.根據權利要求4所述的基于降維觀測器的電機調速控制方法，其特征在于，速度環調節器傳遞函數為其中，k_pv為速度環比例系數，k_iv為速度環積分系數，K_p＝K_iv，T₁＝K_pv/K_iv。

6.根據權利要求5所述的基于降維觀測器的電機調速控制方法，其特征在于，速度環的開環傳遞函數為其中，J為轉動部分的轉動慣量，K_t為電機力矩系數，K為穩定裕度，T₂為電流環等效降階后的時間常數。

7.根據權利要求6所述的基于降維觀測器的電機調速控制方法，其特征在于，基于降維觀測器的電機調速控制方法根據的二階傳遞函數降階獲取電流環等效降階后的時間常數T₂，根據T₂、ω₁＝1/T₁、K＝ω₁ω_c、T₁＝K_pv/K_iv和可獲取速度環比例系數及速度環積分系數，其中，ω_c為速度環截止頻率，γ_max為速度環系統相角裕度極值，h為中頻帶寬。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的基于降維觀測器的電機調速控制方法，其特征在于，基于降維觀測器的電機調速控制方法根據構建降維轉矩觀測器，其中，ω_r為電機轉速，T_e為永磁同步電機的電磁轉矩，T_e＝C_TφI_q，C_T為電機的轉矩常數，φ為電機主磁鏈，I_q為轉矩電流，k₁和k₂為轉矩觀測器系數，T_l為電機的負載轉矩，由降維轉矩觀測器觀測獲取。

9.根據權利要求8所述的基于降維觀測器的電機調速控制方法，其特征在于，基于降維觀測器的電機調速控制方法根據s²-(α+β)s+αβ＝0和獲取轉矩觀測器系數k₁和k₂，其中，α和β為極點，極點α和β根據電流環截止頻率和速度環截止頻率估算，f為電機的摩擦系數。