[發明專利]一種基于位置傳感器的PMSM三閉環矢量控制裝置及方法在審
| 申請號： | 202210048987.9 | 申請日： | 2022-01-17 |
| 公開（公告）號： | CN114499324A | 公開（公告）日： | 2022-05-13 |
| 發明（設計）人： | 王江;劉經緯;王鵬;范世鵬;劉暢 | 申請（專利權）人： | 北京理工大學 |
| 主分類號： | H02P21/18 | 分類號： | H02P21/18;H02P27/08 |
| 代理公司： | 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426 | 代理人： | 范國鋒 |
| 地址： | 100081 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 位置 傳感器 pmsm 閉環 矢量 控制 裝置 方法 | ||
本發明公開了一種基于位置傳感器的PMSM三閉環矢量控制裝置，該裝置包括位置傳感器、位置環、速度環和電流環，位置傳感器用于檢測電機轉子的速度信息，位置環通過比較檢測到的電機轉子位置和給定位置，獲得電機轉速給定值速度環通過比較電機轉速給定值與位置傳感器檢測到的電機轉子速度ωm，獲得電機交軸的參考電流電流環比較電機直軸檢測電流id與直軸參考電流獲得電機直軸分量參考電壓值通過比較交軸檢測電流iq與交軸參考電流獲得電機交軸分量參考電壓值本發明公開的裝置在大輸出轉矩的情況下，仍然能夠保證電機的輸出準確度。
技術領域
本發明涉及一種基于位置傳感器的PMSM三閉環矢量控制裝置及方法，屬于電機控制技術領域。
背景技術
由于執行部件的負載較大，大型導彈起豎裝置均采用液壓缸，雖然液壓缸的結構緊湊且輸出推力大，但其存在“跑、冒、滴、漏”和振動大等問題。
已有部分中小型導彈起豎發射裝置中采用電動缸替代液壓缸，電動缸中一般采用矢量控制策略的永磁同步電機(PMSM)，此種電機控制策略簡單，轉矩特性比較好，然而，現有的矢量控制策略存在功率因數會隨著輸出轉矩的變大而逐漸降低的問題，且輸入為PMSM的期望轉速而不是PMSM的期望轉子位置，無法對導彈起豎進行精確的位置控制，導致其難以直接應用于大型導彈起豎發射中。
由于上述原因，本發明人對現有的永磁同步電機矢量控制策略進行了深入研究，提出一種能夠克服上述問題的矢量控制方法。
發明內容
為了克服上述問題，本發明人進行了深入研究，提出了一種基于位置傳感器的PMSM三閉環矢量控制裝置，該裝置包括空間矢量脈寬調制器、電機、位置傳感器、位置環、速度環和電流環，
所述位置傳感器用于檢測電機轉子的速度信息，
所述位置環包括位置PI控制器，通過比較檢測到的電機轉子位置和給定位置，獲得電機轉速給定值
所述速度環包括速度PI控制器，通過比較電機轉速給定值與位置傳感器檢測到的電機轉子速度ωm，獲得電機交軸的參考電流
所述電流環包括直軸電流PI控制器和交軸電流PI控制器，其中，直軸電流PI控制器通過比較電機直軸檢測電流id與直軸參考電流獲得電機直軸分量參考電壓值所述交軸電流PI控制器通過比較交軸檢測電流iq與交軸參考電流獲得電機交軸分量參考電壓值
所述空間矢量脈寬調制器用于將α軸參考電壓值β軸參考電壓值調制成PWM波，從而驅動電機。
優選地，所述檢測到的電機轉子位置通過對位置傳感器檢測到的轉子速度積分獲得。
優選地，所述直軸參考電流
優選地，所述位置PI控制器、速度PI控制器、直軸電流PI控制器、交軸電流PI控制器均為比例積分控制器。
優選地，所述位置傳感器為電機編碼器。
優選地，裝置還具有克拉克變換模塊、帕克變換模塊和帕克逆變換模塊，
所述克拉克變換模塊用于將電機三相電流的檢測值iA、iB、iC轉化為定子電流的α軸分量iα、β軸分量iβ；
所述帕克變換模塊用于將定子電流的α軸分量iα、β軸分量iβ轉化為電機直軸檢測電流id和交軸檢測電流iq；
所述帕克逆變換模塊用于將直軸分量參考電壓值交軸分量參考電壓值轉化為α軸參考電壓值β軸參考電壓值
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