[发明专利]无刷直流电机直接转矩控制方法

权利要求书

1.一种无刷直流电机直接转矩控制方法，其特征在于：

采用转速与转矩双闭环控制，转速环作为外环，转矩环作为内环，根据无刷直流电机的霍尔传感器输出信号计算出电机转速，与参考转速比较后得到转速误差，经模糊自适应调节后的输出作为转矩期望值；

期望转矩减去实际转矩得到转矩误差，实际转矩采用反电势与相电流相乘的方法计算得到；

转矩误差输入滞环比较器，滞环比较器输出结合转子的位置信号，从制定好的开关表中选择合适的电压矢量去控制与直流电源相连的逆变桥，使无刷直流电机输出稳定的转矩。

2.如权利要求1所述的无刷直流电机直接转矩控制方法，其特征在于：转速外环的模糊自适应调节是通过模糊控制器对PID控制器的比例、积分、微分参数K_p，K_i，K_d进行在线调整，来获得较佳控制参数。

3.如权利要求2所述的无刷直流电机直接转矩控制方法，其特征在于：转速外环的模糊自适应调节是通过模糊自适应调节器实现的，模糊自适应调节器中，参考转速n^*与测量转速n经过误差比较器得到误差，误差经过一个微分环节产生误差微分，误差与误差微分输入到模糊推理，输出对pid调节器的参数进行在线调整，来获得较佳控制参数。

4.如权利要求1-3任一项所述的无刷直流电机直接转矩控制方法，其特征在于：利用反电势、相电流计算观测到的电磁转矩，

T_e＝K(e_a*i_a+e_b*i_b+e_c*i_c)                (1)

其中，k是反电势系数。

5.如权利要求4所述的无刷直流电机直接转矩控制方法，其特征在于：

在转矩滞环比较器中，当转矩给定T^*与实际转矩T差值大于转矩调节器滞环宽度ΔT，转矩滞环调节器输出τ＝1，这时应增大转矩；当转矩给定T^*与实际转矩T差值小于转矩调节器滞环宽度ΔT，转矩滞环调节器输出τ＝-1；否则转矩滞环调节器输出τ＝0。

6.如权利要求5所述的无刷直流电机直接转矩控制方法，其特征在于，根据转矩调节器输出τ和转子位置所在扇区选择开关表，开关表如下：

7.如权利要求6所述的无刷直流电机直接转矩控制方法，其特征在于，实现该方法的结构为：无刷直流电机与位置信号输出相连，转速计算模块与位置信号输出相连，参考转速和计算转速输入到转速比较器，比较器输出输入到模糊自适应pid调节器，反电势、相电流测量模块与无刷直流电机相连，输出输入到转矩观测模块，模糊自适应pid调节器输出的参考转矩与转矩观测模块输出的测量转矩输入到转矩比较器，转矩比较器的输出输入到滞环比较器，滞环比较器的输出和位置信号输出输入到开关表选择合适的开关信号驱动与直流电源相连的逆变器，从而控制无刷直流电机的转矩输出。