[发明专利]基于状态观测器的直流马达转速控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及设备的控制方法及系统，尤其涉及基于状态观测器的直流马达转速控制方法及系统。

背景技术

要控制马达转速，首先要能够检测到马达的实际转速，否则控制转速无从谈起。传统的控制方法要求采用模拟速度传感器（比如测速发电机）或数字速度传感器（比如霍尔器件）来测量转速。

使用模拟速度传感器或数字速度传感器来测量转速增加了测量成本，不利于技术的推广应用。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于状态观测器的直流马达转速控制方法。

本发明提供了一种基于状态观测器的直流马达转速控制方法，包括如下步骤：

采集马达实际输出电流；

比较状态观测器输出的模拟电流和马达实际输出电流，若马达实际输出电流小于状态观测器输出的模拟电流，那么以状态观测器输出的模拟电流为参考，以马达实际输出电流为反馈，通过PI调节器增加反向电动势估计值；若马达实际输出电流大于状态观测器输出的模拟电流，那么以状态观测器输出的模拟电流为参考，以马达实际输出电流为反馈，通过PI调节器减少反向电动势估计值；当状态观测器输出的模拟电流和马达实际输出电流相等时，输出反向电动势估计值，此时反向电动势估计值与马达真实的反向电动势值相等；

计算直流马达转速ω；

将直流马达转速ω输入速度控制器，通过速度控制器控制直流马达的转速。

作为本发明的进一步改进，在计算直流马达转速ω步骤中，通过公式ω=V_bemf*1/K_e计算出直流马达转速，其中ω表示马达转速，V_bemf为马达真实的反向电动势值，K_e为反向电动势常数。

作为本发明的进一步改进，在采集马达实际输出电流步骤中，采集马达实际输出电流并滤波从而得到马达实际输出电流。

作为本发明的进一步改进，所述的直流马达为直流有刷电机。

本发明提供了一种基于状态观测器的直流马达转速控制系统，包括：

采集单元：用于采集马达实际输出电流；

比较输出单元：用于比较状态观测器输出的模拟电流和马达实际输出电流，若马达实际输出电流小于状态观测器输出的模拟电流，那么以状态观测器输出的模拟电流为参考，以马达实际输出电流为反馈，通过PI调节器增加反向电动势估计值；若马达实际输出电流大于状态观测器输出的模拟电流，那么以状态观测器输出的模拟电流为参考，以马达实际输出电流为反馈，通过PI调节器减少反向电动势估计值；当状态观测器输出的模拟电流和马达实际输出电流相等时，输出反向电动势估计值，此时反向电动势估计值与马达真实的反向电动势值相等；

计算单元：用于计算直流马达转速ω；

控制单元：用于将直流马达转速ω输入速度控制器，通过速度控制器控制直流马达的转速。

作为本发明的进一步改进，在计算单元中，通过公式ω=V_bemf*1/K_e计算出直流马达转速，其中ω表示马达转速，V_bemf为马达真实的反向电动势值，K_e为反向电动势常数。

作为本发明的进一步改进，在采集单元中，采集马达实际输出电流并滤波从而得到马达实际输出电流。

作为本发明的进一步改进，所述的直流马达为直流有刷电机。

本发明的有益效果是：本发明无需使用模拟速度传感器或数字速度传感器来测量转速，能够直接控制直流马达转速，将直流马达转速输入速度控制器，通过速度控制器控制直流马达的转速，利于技术的推广应用。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种基于状态观测器的直流马达转速控制方法，包括如下步骤：

采集马达实际输出电流；

比较状态观测器输出的模拟电流和马达实际输出电流，若马达实际输出电流小于状态观测器输出的模拟电流，那么以状态观测器输出的模拟电流为参考，以马达实际输出电流为反馈，通过PI调节器增加反向电动势估计值；若马达实际输出电流大于状态观测器输出的模拟电流，那么以状态观测器输出的模拟电流为参考，以马达实际输出电流为反馈，通过PI调节器减少反向电动势估计值；当状态观测器输出的模拟电流和马达实际输出电流相等时，输出反向电动势估计值，此时反向电动势估计值与马达真实的反向电动势值相等；

计算直流马达转速ω；