[发明专利]一种船舶轴带无刷双馈独立发电系统的矢量控制器及控制方法

权利要求书

1.一种船舶轴带无刷双馈独立发电系统的矢量控制方法，所述的船舶轴带无刷双馈独立发电系统的矢量控制器，包括传感器电路、信号调理电路、模数转换电路、DSP系统、电机功率模块、电源系统，传感器电路能获取无刷双馈电机的转速、功率绕组的电压和电流信号、控制绕组的电流信号，信号调理电路主要通过运算放大器对接收到传感器信号进行滤波与缩放处理后送入模数转换电路进行数据转换，模数转换电路是以ADS8568芯片为核心的AD采集电路，芯片与DSP外部总线相连，DSP系统采用一片DSP芯片作为处理器，型号为TMS320C28346，DSP系统上留有通信接口，其中包括MAX232芯片构成的RS232通信接口、MAX485芯片构成的RS485接口、SN65HVD232D构成的CAN通信接口和RTL8019AS芯片构成的以太网通信接口，DSP系统根据功率绕组的电压、电流信号、控制绕组的电流信号、转子的速度与位置信号及期望的电压与频率值，通过控制算法，生成控制量，并经过PWM调制，将信号送至功率模块，功率模块包括功率驱动与保护电路及由功率器件组成的三相H桥逆变电路，电源系统包括以TPS54316芯片为核心处理器提供3.3V的IO工作电源，以TPS54312芯片为核心处理器提供1.2V内核工作电源，以TLV70218芯片为核心处理器提供1.8V时钟电源，以TPS3307-18芯片来进行电压监测和系统复位；其特征在于：

步骤1，系统上电初始化，通过自举程序调用存储在FLASH中的程序，调用结束后程序开始从主函数处开始运行，进入步骤2；

步骤2，外设初始化，开定时器中断，开总中断；

步骤3，判断是否到达定时器下溢中断，如果没有到达，关闭总中断，进行转速w_r计算，计算完成后开启总中断，再次判断是否达到下溢中断，如果达到，执行下溢中断程序；

步骤4，下溢中断程序执行，启动AD转换，采集功率绕组的电压电流及控制绕组的电流信号，然后将数字量转换成实际电压电流值；

步骤5，读取给定电压频率f_P及当前转子转速w_r，然后将两绕组电流进行d-q变换，其转换矩阵为：

对于功率绕组的三相电流，其θ取功率绕组磁链的角度θ_p，对于控制绕组的三相电流，其θ取θ_p-(p_p+p_c)θ_r，其中θ_r为转子的角度；

步骤6，进行转子电流i_rd、计算，转子d轴的当前值的计算公式为i_rd＝(l_psi_Pd-u_s/w_P)/l_pm，u_s为当前功率绕组电压值，w_P为功率绕组电角频率，l_ps、l_pm分别为功率绕组自感，功率绕组和转子互感，r_r，l_r分别为转子内阻和自感，l_cs、l_cm分别为控制绕组自感，控制绕组与转子互感，w_s为转差角频率，i_Pd、i_Pq为功率绕组当前值，w_C为控制绕组电角频率，转子q轴指令值直接由公式求得；

步骤7，读取给定电压幅值，通过与当前电压值做差得到电压误差，经过PI调节后输出转子d轴电流补偿值与步骤4得到的d轴电流i_rd相加得到转子电流d轴的指令值

步骤8，计算得到控制绕组的d轴和q轴电流的开环给定值，其公式为

步骤9，将控制绕组开环给定值与实测控制绕组的d轴和q轴值进行比较做差，通过两个PI调节器加上相应的补偿值获得控制绕组电压的指令值，其中控制绕组的电压补偿值计算根据两公式得到；

步骤10，将控制绕组指令电压经过标准帕克反变换得到两项交流电压，经过SVPWM模块输出相应PWM信号；

步骤11，下溢中断程序返回继续从步骤3开始执行。