[發(fā)明專利]一種PMLSM無位置傳感器控制方法

在審

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• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號: CN114977922A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設計）人: 王秀平;姚舜禹;曲春雨;楊帥;胡永壯;王雅慧;董志鵬;張家瑋;張巨鑫;蔡旭;任蘇美
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工程學院
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/13;H02P21/18;H02P21/24;H02P25/064;H02P27/08
• 代理公司: 沈陽新科知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 21117
• 代理人: 何軍

1.一種PMLSM無位置傳感器控制方法，具體包括如下步驟：

步驟1：測量出永磁同步直線電機的三相電流和三相電壓，進行Clark變換，得到α-β坐標系下的等效電流i_α、i_β和等效電壓u_α、u_β；

步驟2：利用步驟1中的α-β坐標系下的等效電流i_α、i_β及等效電壓u_α、u_β，構(gòu)造模糊控制滑模觀測器的自適應增益K_p′，再由滑模觀測器輸出反電動勢觀測值

步驟3：利用反電動勢觀測值使用鎖相環(huán)技術得到動子移動速度估計值和電機磁極位置估計值

步驟4：在步驟3中已知直線電機的動子移動速度估計值和電機磁極位置估計值之后，將觀測出的動子移動速度估計值與給定的速度做差，經(jīng)PI控制器調(diào)節(jié)，并進行參考電壓的計算，獲取α-β坐標系下的等效電壓給定值u_α^*和u_β^*，并對所述等效電壓給定值u_α^*和u_β^*進行空間矢量脈寬調(diào)制，利用其產(chǎn)生的SVPWM信號控制逆變器，進而利用逆變器產(chǎn)生的三相電壓驅(qū)動永磁同步直線電機運轉(zhuǎn)。

2.如權(quán)利要求1所述的PMLSM無位置傳感器控制方法，其特征在于，步驟1中的構(gòu)造模糊控制滑模觀測器的自適應增益K_p′的方法為：

將α-β坐標系下的等效電流i_α、i_β及等效電壓u_α、u_β輸入滑模觀測器，使用模糊邏輯構(gòu)造自適應增益的模糊規(guī)則，用BP神經(jīng)網(wǎng)絡逼近模糊控制的隸屬函數(shù)，再使用遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡的權(quán)值，再根據(jù)逼近出的隸屬函數(shù)的寬度和中心值，經(jīng)模糊推理得出模糊輸出量，最后解模糊化得出滑模增益的調(diào)節(jié)因子p,進而得出滑模觀測器的自適應增益K_p′。

3.如權(quán)利要求1所述的PMLSM無位置傳感器控制方法，其特征在于，步驟1中的滑模觀測器的確定過程如下：

首先，給出永磁同步直線電機的數(shù)學模型，使用該數(shù)學模型寫出滑模觀測器方程；

永磁同步直線電機的電壓方程為

其中反電動勢方程為

將上述永磁同步直線電機的電壓方程經(jīng)推導得出電流狀態(tài)方程

根據(jù)電流狀態(tài)方程設計滑模觀測器

上式中的z_α，z_β如下式所示

其次，將設計的滑模觀測器與重寫的電流狀態(tài)方程做差可得電流估計誤差的狀態(tài)方程，

選擇合適的滑模面和開關函數(shù)，滑模觀測器的滑模面由下式確定

滑模觀測器選擇f(x)為α-β坐標系下的開關信號，表達式如下

其中滑模觀測器選擇改進雙曲正切tanh函數(shù)為α-β坐標系下的開關信號，雙曲正切函數(shù)表達式由下式確定

其中，i_α、i_β為α-β坐標系下的等效電流，u_α、u_β為α-β坐標系下的等效電壓，分別為α-β坐標系下的等效電流估計值，ψ_f為磁鏈幅值，τ為極距，L_s為永磁同步直線電機繞組電感，R_s為永磁同步直線電機的繞組電阻，δ為邊界層，η為經(jīng)驗冪函數(shù)系數(shù)，z_α、z_β為滑模觀測器的反電動勢估計值，K_p′為遺傳算法優(yōu)化的模糊BP神經(jīng)網(wǎng)絡增益，S_α、S_β分別為α、β相電流的估計值與實際電流的測量值的偏差，v為永磁同步直線電機運行速度，θ為電角度，f為改進的開關函數(shù)。