[發明專利]帶角度識別的直流無刷電機無感FOC控制器控制方法

有效

• 申請號: 202210199209.X
• 申請日: 2022-03-02
• 公開（公告）號: CN114499308B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 任海軍;趙勇;包士維;徐明宇;饒暉;梁國壽
• 申請（專利權）人: 小神童創新科技（廣州）有限公司
• 主分類號: H02P21/12
• 分類號: H02P21/12;H02P21/22;H02P6/34
• 代理公司: 廣東省中源正拓專利代理事務所(普通合伙) 44748
• 代理人: 王明亮

本發明公開了帶角度識別的直流無刷電機無感FOC控制器控制方法，屬于電機控制技術領域，具體的控制方法包括：步驟一：對電機三相電流進行采樣，獲得Ia、Ib、Ic；步驟二：將Ia、Ib、Ic進行Clark變換，獲得Iα和Iβ；將Iα、Iβ進行Park變換得到Iq和Id；步驟三：獲取控制器的q軸電流參考值Iq_ref和d軸電流參考值Id_ref，計算Iq、Id和Iq_ref、Id_ref之間的誤差Wq和Wd；步驟四：將Wq和Wd輸入到PID控制器中，獲得輸出的控制電壓Uq、Ud；將獲得的Uq、Ud進行反ParK變換，獲得Uα和Uβ；步驟五：通過Uα、Uβ合成電壓空間矢量，輸入SVPWM模塊進行調制。

技術領域

本發明屬于電機控制技術領域，具體是帶角度識別的直流無刷電機無感FOC控制器控制方法。

背景技術

直流無刷電機廣泛用于各種應用需求，例如工業控制、汽車領域、航空、自動化系統、醫療保健設備及家用電器等領域中的各種負載、恒定負載和定位應用。近些年，由于無刷直流電機大規模的研發和技術的逐漸成熟，其驅動系統在工業生產中的分布范圍也隨之擴大，已逐步成為工業用電機的發展主流。現有的直流無刷電機控制多采用方波控制，方波控制方法的缺點是轉矩波動大、存在一定的電流噪聲、效率低、電機機械噪音大；因此本發明提供了帶角度識別的直流無刷電機無感FOC控制器控制方法，用于解決方波控制方法帶來的缺點。

發明內容

為了解決上述方案存在的問題，本發明提供了帶角度識別的直流無刷電機無感FOC控制器控制方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

帶角度識別的直流無刷電機無感FOC控制器控制方法，具體的控制方法包括：

步驟一：對電機三相電流進行采樣，獲得Ia、Ib、Ic；

步驟二：將Ia、Ib、Ic進行Clark變換，獲得Iα和Iβ；將Iα、Iβ進行Park變換得到Iq和Id；

步驟三：獲取控制器的q軸電流參考值Iq_ref和d軸電流參考值Id_ref，計算Iq、Id和Iq_ref、Id_ref之間的誤差Wq和Wd；

步驟四：將Wq和Wd輸入到PID控制器中，獲得輸出的控制電壓Uq、Ud；將獲得的Uq、Ud進行反ParK變換，獲得Uα和Uβ；

步驟五：通過Uα、Uβ合成電壓空間矢量，輸入SVPWM模塊進行調制，輸出該時刻三個半橋的狀態編碼值；

步驟六：根據輸出的編碼值控制三相逆變器的MOS管開關，驅動電機。進一步地，進行Clark變換的公式為：

Iα＝Iu

Iu+Iv+Iw＝0。

進一步地，進行Park變換的公式為：

進一步地，Iα、Iβ是靜止坐標系下的電流分量，Vα、Vβ是靜止坐標系中電壓分量，Id、Iq是旋轉坐標系下的電流分量；Vd、Vq是旋轉坐標系下的電壓分量；Iu、Iv、Iw是三相120度坐標系下的電流值；φ是旋轉角度。

進一步地，PID控制器的工作過程中PID的控制規律表示為：

其中，Kp為比例系數，TI為積分時間，TD為微分時間。

進一步地，獲取采樣周期T及當前的第K個采樣周期，第K次采樣時，PID算法的離線形式表示為：