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专利号: 2019106340404
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无速度传感器BDFIM直接转矩控制方法,其特征在于,其步骤为:步骤一、通过对三相BDFIM在转子速度坐标系下的数学模型进行分析,建立系统的状态方程和观测方程;建立系统状态方程和观测方程的过程为:选取系统状态变量为:

T

x=[iq(p) id(p) iq(c) id(c) iq(r) id(r) ψq(p) ψd(p) ψq(c) ψd(c) ω]T

输入变量为:u=[uq(p) ud(p) uq(c) ud(c)]T

选取输出变量为:y=[iq(p) id(p) iq(c) id(c) iq(r) id(r)]通过推导并化简三相BDFIM在转子速度dq坐标系下的电压方程和磁链方程,即可得到系统的状态方程和观测方程:

三相BDFIM状态方程和观测方程表述为:其中,矩阵L为:

式中,W(t)、V(t)分别为系统噪声和观测噪声;

步骤二、将得到的系统状态方程和观测方程运用EKF算法,实现对转子速度、功率绕组和控制绕组的磁链观测;

步骤三、对控制绕组的磁链观测值进行定向,并由磁链的观测值来计算电磁转矩的大小;

步骤四、根据转速和磁链的误差值以及磁链所在扇区进行开关状态的判定,从而产生六路PWM信号控制逆变器运行,进而控制电机的转矩。

2.根据权利要求1所述的一种无速度传感器BDFIM直接转矩控制方法,其特征在于,步骤二所述的EKF的实现过程具体为:(a)首先将系统状态方程和观测方程进行离散化,得到系统的非线性离散化方程;

(b)计算离散化后的雅克比矩阵;

(c)对非线性离散化方程在状态估计值附近进行泰勒展开,得到系统的线性离散化方程;

(d)通过预报阶段预测状态变量和状态协方差矩阵,再进行滤波阶段计算卡尔曼增益矩阵、状态变量和更新状态方差矩阵的估计值。

3.根据权利要求2所述的一种无速度传感器BDFIM直接转矩控制方法,其特征在于,步骤三的计算过程为:将控制绕组磁链dq分量估计值进行坐标变换到αβ坐标系下,根据磁链在两相静止坐标系下的分量来确定磁链所在位置和扇区;将功率和控制绕组的磁链方程带入到转矩方程,根据EKF估计出磁链和电流来观测转矩大小。

4.根据权利要求3所述的一种无速度传感器BDFIM直接转矩控制方法,其特征在于,步骤四所述的开关状态表的判定过程为:功率绕组接工频电网,在忽略功率绕组电阻压降时,根据BDFIM电磁转矩和磁链关系,在DTC中保持控制绕组磁链幅值不变,通过控制控制绕组磁链的旋转速度来控制电磁转矩。