[發明專利]一種無刷雙饋電機轉矩脈動抑制方法

在審

• 申請號: 202211412136.4
• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN115694284A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 熊志;趙紅生;鄭旭;徐秋實;楊凱;羅成;任羽綸;王佳;吳啟亮;王俊琪
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力有限公司經濟技術研究院
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/05;H02P21/13;H02P21/22;H02P25/02;H02P6/10;H02P6/34
• 代理公司: 武漢市首臻知識產權代理有限公司 42229
• 代理人: 高琴

1.一種無刷雙饋電機轉矩脈動抑制方法，其特征在于：

所述方法依次包括以下步驟：

步驟A、搭建無刷雙饋電機的電流環和轉速環模型；

步驟B、根據電流環和轉速環模型建立自抗擾控制器，所述自抗擾控制器包括d軸改進電流控制器、q軸電流環自抗擾控制器以及轉速環自抗擾控制器，其中，所述d軸改進電流控制器包括d軸電流環自抗擾控制器及與其并聯的改進重復控制器；

步驟C、采用建立的自抗擾控制器對無刷雙饋電機進行控制。

2.根據權利要求1所述的一種無刷雙饋電機轉矩脈動抑制方法，其特征在于：

步驟A中，所述電流環模型為：

上式中，i_cd、i_cq分別為功率繞組定向同步坐標系下控制繞組的d、q軸電流，u_cd、u_cq分別為功率繞組定向同步坐標系下控制繞組的d、q軸電壓，分別為控制繞組的d、q軸理想電壓，t為時間，σ、K_d、K_q、L_M為中間參數，b₀、f_d、f_q分別為電流環控制增益、d軸總擾動、q軸總擾動，L_sc、L_sp、L_r分別為控制繞組、功率繞組、轉子的自感，r_c為控制繞組電阻，M_cr、M_pr分別為控制繞組與轉子之間的互感、功率繞組與轉子之間的互感，ω_p、ω_c分別為電網電頻率、控制繞組電頻率，r_r為轉子電阻，i_pd、i_pq分別為功率繞組定向同步坐標系下功率繞組的d、q軸電流，ψ_p為功率繞組定向同步坐標系下的功率繞組磁鏈；

所述轉速環模型為：

上式中，ω_r為轉子角速度，J為轉動慣量，p_p、p_c分別為功率繞組、控制繞組的極對數，T_L為轉矩，B為摩擦系數，b_speed、f_w分別為轉速環的控制增益和總擾動，為控制繞組的d軸理想輸出電壓。

3.根據權利要求1或2所述的一種無刷雙饋電機轉矩脈動抑制方法，其特征在于：

步驟B中，所述d軸改進電流控制器的建立方法包括：基于不控整流諧波頻率設計改進重復控制器，并將改進重復控制器在選定頻率處諧振，前饋補償諧波；基于電流環模型，將電流狀態變量以外的項均視為干擾，利用擴張狀態觀測器進行觀測并前饋；利用前饋值與指令值設計控制律。

4.根據權利要求3所述的一種無刷雙饋電機轉矩脈動抑制方法，其特征在于：

所述d軸改進電流控制器的控制律為：

上式中，u為改進電流控制器的輸出，b₀為電流環控制增益，K_p為控制律比例參數，為控制繞組的d軸理想電流，z_{1_d}、z_{2_d}分別為控制繞組的d軸觀測電流、d軸干擾估計值，G_falrc(z)為改進重復控制器。

5.根據權利要求4所述的一種無刷雙饋電機轉矩脈動抑制方法，其特征在于：

所述改進重復控制器的表達式如下：

上式中，fal(ε，α，δ)為fal函數，ε為輸入，α為0-1之間的常數，δ為決定函數線性段區間長度的常數，z^-N為延遲參數，N為1時表示單位延遲算子，Q(z)為穩定系數，K_rc為用于調整輸出大小的開環增益，z^K為相位調節參數，K為用于調整輸出相位的延遲補償系數，f_s為PWM的開關頻率，f_dbase為6次諧波干擾的頻率。