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专利号: 2019110186584
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种改进趋近律的内置式永磁同步电机的滑模转速控制方法,其特征是应用于由内置式永磁同步电机,逆变器和编码器构成的系统,并按如下步骤进行:步骤一、通过编码器检测内置式永磁同步电机实际的转子角速度ωm和转子角度信息θ;

步骤二、采集abc三相静止坐标系下的三相交流电流信号ia,ib,ic,并经过clarke变换得到两相静止坐标系下的电流iα,iβ,将所述电流iα,iβ进一步通过park变换得到旋转坐标系下电流的实际值id,iq;

步骤三、采用改进趋近律的滑模转速控制器作为速度环,并以给定的转子角速度ωref和所述实际的转子角速度ωm的差值作为输入,经过所述速度环输出电机的电磁转矩Te;

步骤四、以所述电机的电磁转矩Te作为最大转矩电流比控制的输入,经过最大转矩电流比控制策略输出电流的给定值步骤五、将 作为q轴电流环PI控制器的输入量,将 作为d轴电流环PI控制器的输入量,从而输出电压信号ud,uq;

将所述电压信号ud,uq经过park逆变换得到静止坐标系下的电压uα,uβ,将所述电压uα,uβ作为电压空间矢量脉宽调制的输入,从而得到所述逆变器的开关信号;

所述开关信号经过所述逆变器后输出三相定子电压ua,ub,uc,并用于控制所述内置式永磁同步电机的转速和转矩,从而实现调速。

2.根据权利要求1所述的滑模转速控制方法,其特征在于:利用式(1)建立所述步骤三中趋近律:式(1)中:x1为系统的一个状态变量,且x1=ωref-ωm;δ为状态变量x1的补偿系数;s为滑模面;α为滑模面绝对值的幂次系数;为滑模面的导数;km为切换增益;μ为切换增益km的放大系数;k1为线性增益;k2|x1|为线性补偿增益;sgn(·)为符号函数;k1,k2,k0,kn>0,0<μ,α,δ<1。

3.根据权利要求2所述的滑模转速控制方法,其特征在于,所述步骤三中的电磁转矩Te是按如下过程得到:步骤3.1、利用式(2)设计积分型的滑模面s:

式(2)中,c0,c1为滑模面的两个设计参数;且c0,c1>0;

步骤3.2、利用式(3)建立电机电磁转矩方程和电机运动方程:式(3)中:Ld、Lq为d,q轴电感且Ld≠Lq;p为极对数; 为永磁体磁链;id为电流d轴的分量;iq为电流q轴的分量;Jm为电机轴端的转动惯量;B为粘滞摩擦系数;TL为负载转矩;

步骤3.3、利用式(4)建立系统的两个状态变量x1和x2:式(4)中:为x1的导数; 为ωm的导数;

步骤3.4、根据所述电机运动方程和系统的两个状态变量x1和x2,利用式(5)建立状态空间方程:式(5)中:d(t)为系统的扰动项;u为控制律;a为状态变量x1的系数;b为控制律u的系数,u=Te,步骤3.5、选择如式(6)所示的饱和函数代替所述符号函数:步骤3.6、结合滑模面s的求导、电机运动方程、饱和函数以及所述趋近律,从而利用式(7)得到电机的电磁转矩Te: