[發明專利]基于復矢量解耦及延時補償的高速電機低載波比控制方法

有效

• 申請號: 202110735265.6
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113422550B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 黃曉艷;劉昂;李趙凱;張健;張宏陽
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/22;H02P21/18;H02P6/34
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于復矢量解耦及延時補償的高速電機低載波比控制方法，其特征在于：方法具體包括如下步驟：

1)對高速電機的定子三相繞組電流在三相靜止坐標系下進行采樣，并通過坐標變換得到dq旋轉兩相坐標系下電流實際值；

2)在旋轉兩相坐標系下，由高速電機的轉速調節器求取電流給定值，從而求解電流誤差作為電流調節器的輸入信號；

3)構造二階復矢量解耦電流調節器根據電流誤差對電流采樣延時進行補償，處理得到旋轉兩相坐標系下的給定電壓值，再對給定電壓值進行位置延時補償，經過坐標變換得到三相靜止坐標系下最終給定電壓值，將最終給定電壓值輸入到高速電機的逆變器中以控制高速電機運行；

所述步驟1)中采樣獲得高速電機的定子三相繞組的三相電流進而坐標變換得到dq旋轉兩相坐標系下的d軸電流實際值和q軸電流實際值；

所述步驟2)中，電流誤差是由電流實際值減去電流給定值獲得；

所述的步驟3)具體為：

將復矢量電流調節器設計為：

其中，T₁為復矢量電流調節器系數，T_d為電流采樣延時與給定電壓值輸出延時之和；P_id、P_iq表示高速電機控制系統中電流環的比例積分控制器的比例參數，I_id、I_iq表示高速電機控制系統中電流環的比例積分控制器的積分參數，i表示電流環；ω表示電機旋轉角速度，s表示拉普拉斯域中的復變量，j表示虛數符號，d表示延時；表示d軸電流調節器傳遞函數，表示q軸電流調節器傳遞函數；

所述步驟2)獲得的電流誤差分為d軸電流誤差和q軸電流誤差，然后將d軸電流誤差和q軸電流誤差分別與d軸電流調節器傳遞函數和q軸電流調節器傳遞函數相乘獲得補償前的d軸給定電壓值和q軸給定電壓值，再按照以下公式進行位置延時補償，補償后的給定電壓值表示為：

Δθ＝ωT_d

其中，表示補償后的d軸給定電壓值和q軸給定電壓值，u_d、u_q表示補償前的d軸給定電壓值和q軸給定電壓值；Δθ表示待補償角度值。

2.根據權利要求1所述的基于復矢量解耦及延時補償的高速電機低載波比控制方法，其特征在于：所述的復矢量電流調節器系數T₁滿足以下公式條件：

其中，p表示電流環的主導極點，R為被控電機的電阻值，I_i表示電流環的比例積分控制器的積分參數。

3.根據權利要求1所述的基于復矢量解耦及延時補償的高速電機低載波比控制方法，其特征在于：所述的電流采樣延時與給定電壓值輸出延時之和T_d計算為：

T_d＝1.5*T_PWM

其中，T_PWM為高速電機的逆變器功率器件開關周期。