欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13336804447 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13336804447
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2022107388169
申请人: 湖南工业大学
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:2025-05-15
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种基于负载转矩观测的永磁同步电机控制及参数优化方法,永磁同步电机速度采用滑模速度控制器进行控制,滑模速度控制器采用积分滑模控制方式,其特征在于,负载转矩观测器的观测值被送至速度滑模控制器,滑模速度控制器输出的q轴给定电流包括有负载转矩观测值的计算项;滑模速度控制器参数和负载转矩观测器参数采用粒子群算法统一进行优化整定,目标函数为Q3=ωz+γzτ;

其中,ωz为转子角速度跟踪抖差,τ为跟踪延迟时间,γz为适应度平衡调整系数且γz>0;

滑模速度控制器参数和负载转矩观测器参数采用粒子群算法统一进行优化整定时,给*定转子角速度ω为正弦波信号;转子角速度跟踪抖差ωz为转子角速度ω的抖振幅度,跟踪*延迟时间τ为转子角速度ω与给定转子角速度ω之间的延迟时间。

2.如权利要求1所述的基于负载转矩观测的永磁同步电机控制及参数优化方法,其特征在于,获取转子角速度跟踪抖差ωz的方法是:转子角速度跟踪抖差ωz为多个周期转子角速度峰顶跟踪抖差ωz1和转子角速度谷底跟踪抖差ωz2的平均值;

获取转子角速度峰顶跟踪抖差ωz1的方法是,将转子角速度在峰顶区2次最大采样值的平均值作为峰顶最大值,该2次最大采样值采样时刻之间的最小采样值作为峰顶最小值;转子角速度峰顶跟踪抖差ωz1为该峰顶最大值与峰顶最小值之差的绝对值;

获取转子角速度谷底跟踪抖差ωz2的方法是:将转子角速度在谷底区2次最小采样值的平均值作为谷底最小值,该2次最小采样值采样时刻之间的最大采样值作为谷底最大值;转子角速度谷底跟踪抖差ωz2为该谷底最小值与谷底最大值之差的绝对值;

获取跟踪延迟时间τ的方法是:跟踪延迟时间τ为多个周期峰顶跟踪延迟时间τ1和谷底跟踪延迟时间τ2的平均值;

峰顶跟踪延迟时间τ1为转子角速度最大值时刻与给定转子角速度最大值时刻之间时间差的绝对值;谷底跟踪延迟时间τ2为转子角速度最小值时刻与给定转子角速度最小值时刻之间时间差的绝对值;

获取转子角速度最大值时刻和转子角速度最小值时刻的方法是,将转子角速度在峰顶区2次最大采样值采样时刻之间的中心点时刻作为转子角速度最大值时刻,将转子角速度在谷底区2次最小采样值采样时刻之间的中心点时刻作为转子角速度最小值时刻。

3.如权利要求2所述的基于负载转矩观测的永磁同步电机控制及参数优化方法,其特征在于,滑模速度控制器的状态变量为*

其中,ω是转子角速度,ω 是给定转子角速度;滑模速度控制器的滑模面为sy=cyy1+y2,cy为滑模面参数,且cy>0;滑模速度控制器输出负载转矩给定值 和q轴转矩电流给定值 为其中,J是转动惯量,p是电机极对数,ψf是永磁体磁链,B是摩擦系数, 是负载转矩观测值;系数μ1、系数μ2、系数μ3和系数μ4为速度滑模控制的指数趋近率系数,且μ1>0,μ2>0,1<μ3<2,μ4>0;

负载转矩观测器依据转子角速度ω和电流iq对负载转矩进行观测,得到负载转矩观测值 负载转矩观测器为其中,是转子角速度估计值,g是负载转矩观测器的反馈增益且g<0;

kW是负载转矩观测器的比例增益且kW<0;

负载转矩观测器根据滑模速度控制器输出的负载转矩给定值 的变化对负载转矩观测器的反馈增益g进行调整。

4.如权利要求3所述的基于负载转矩观测的永磁同步电机控制及参数优化方法,其特征在于,负载转矩观测器根据滑模速度控制器输出的负载转矩给定值 的变化对负载转矩观测器的反馈增益g进行调整的方法是:步骤A、负载转矩观测器对负载转矩TL进行观测,得到负载转矩观测值 滑模速度控制器进行控制运算得到步骤B、计算

步骤C、判断 是否大于ε2;当 大于ε2时,取反馈增益g等于gmin并退出;

当ΔT小于等于ε2时,进入步骤D;

步骤D、判断 是否小于ε1;当 小于ε1时,取反馈增益g等于gmax并退出;

当 大于等于ε1时,进入步骤E;

步骤E、反馈增益g按照式

进行计算后退出;

ε1为转矩变化低限比较阈值,ε2为转矩变化高限比较阈值,且0<ε1<ε2;gmax为反馈增益高值,gmin为反馈增益低值,且gmin<gmax<0。

5.如权利要求4所述的基于负载转矩观测的永磁同步电机控制及参数优化方法,其特征在于,滑模速度控制器和负载转矩观测器的参数统一采用粒子群算法进行优化整定,待优化的参数向量为θz2=[cy,μ1,μ2,μ3,μ4,Gmax,Gmin,ε1,ε2,β];gmax与Gmax的关系为gmin与Gmin的关系为 kW与β的关系为TN是电机的额定转矩;β>0。

6.如权利要求1‑5中任一项所述的基于负载转矩观测的永磁同步电机控制及参数优化方法,其特征在于,检测永磁同步电机的转子位置θ、和三相电流ia、ib和ic;依据三相电流ia、ib和ic对永磁同步电机进行Clark变换得到在α‑β轴坐标系下的电流iα、电流iβ,依据电流iα、电流iβ和转子位置θ进行Park变换,得到在d‑q轴坐标系下的电流id、电流iq。