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专利号: 2018100653133
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种永磁同步电机负载扰动的观测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:建立永磁同步电机在采用id等于0的控制策略时,电机负载扰动到转速变量之间的输入输出数学模型;

步骤2:基于步骤1中的输入输出模型,构造该输入输出模型的辅助系统,并确定该辅助系统的输入和输出;

步骤3:基于步骤2中的辅助系统和步骤1中的输入输出模型确定扰动观测值;

步骤4:由电机具体参数确立相应的负载扰动观测器的数学表达式,并结合状态反馈形成控制闭环;

所述步骤1的实现包括:

步骤1.1:建立永磁同步电机在d-q坐标系下的数学模型为:其中,Uq为电机在q轴上的电压分量,Ud为电机在d轴上电压分量,iq为电机定子电流在q轴上的电流分量,id为电机定子电流在d轴上的电流分量,R为定子电阻,TL为负载转矩,J为转动惯量,ωr为电机机械角速度,B为摩擦系数,Ls为电机定子电感, 为电机的磁链,Pn为电机的极对数;

步骤1.2:对于永磁同步电机,采用id等于0的控制策略,将电机在d-q坐标系下的数学模型简化为:所述步骤2的实现包括:

步骤2.1:由步骤1.2的公式求得电机定子电流在q轴上的电流分量iq的表达式为:其中Kt为电机转矩系数,

步骤2.2:由步骤2.1的式子求得电流iq的导数为:步骤2.3:将步骤2.1、步骤2.2的公式联合步骤1.2式子可以得到:步骤2.4:由步骤2.3的公式变换得到:

步骤2.5:针对步骤2.4的公式,令 得到:步骤2.6:为了估算负载转矩TL,构建如下的负载转矩扰动观测:步骤2.7:令h=K(ωr-Z),动态Z有如下约束方程:即为建立的新型扰动观测器的辅助系统,该辅助系统的输出为Z,输入为h,K为新型扰动观测器的增益,Kt为电机的转矩系数,Z为新型扰动观测器观测到的转速;

所述步骤3中所述负载转矩扰动的观测值 表达式为:所述步骤4的具体实现包括:

根据所述负载转矩扰动的观测值 表达式求得 后,结合状态反馈量u1,向电流环控制器反馈 所对应的电机q轴的电流增量Δiq,形成控制闭环的复合控制量u1+Δiq;

所述 对应的电机q轴的电流增量Δiq的表达式为:

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机负载扰动的观测方法,其特征在于,所述永磁同步电机为表贴式永磁同步电机。

3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机负载扰动的观测方法,其特征在于,所述步骤3中得到扰动观测值时还使用IIR数字滤波器进行处理。

4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机负载扰动的观测方法,其特征在于,所述K值范围在10-100之间。