[发明专利]水泵用九相无刷直流电机调速系统及其串联式转速控制器

说明书

技术领域

本发明涉及电机转速控制领域，特别是涉及一种水泵用九相无刷直流电机调速系统及其串联式转速控制器。

背景技术

随着生产技术的迅速发展，无刷直流电机越来越多地应用到生产生活中来，而如今由于工业生产需求的不断提升，人们对无刷直流电机转速控制的控制精度提出了更高的要求。

目前，水泵用九相无刷直流电机调速系统采用的是普通PID控制器来对转速进行控制，具有结构简单、易于实现等优点。在转速控制过程中，不可避免的会产生一定的转矩脉动和一定的转速增高/降落，故需要对转矩脉动进行抑制以及对转速增高/降落进行优化，但是普通PID控制中，当调整转矩脉动变小后，转速降落会增大，而调整转速降落变小后，转矩脉动会增大，即转矩脉动与转速降落不能同时得到优化，优化效果差。

因此，如何提供一种优化效果好的水泵用九相无刷直流电机调速系统及其串联式转速控制器是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种水泵用九相无刷直流电机的串联式转速控制器，能够较好的抑制转矩脉动，同时对转速增高/降落进行优化，优化效果好。本发明的另一目的是提供一种包括上述串联式转速控制器的水泵用九相无刷直流电机调速系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种水泵用九相无刷直流电机的串联式转速控制器，包括用于对比例参数、积分参数以及微分参数进行调整的模糊PID参数整定控制器、第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、用于获得接近给定积分阶次的实际积分阶次，并根据所述实际积分阶次对输入信号进行变化步调调整的分数阶积分滤波器模块、用于获得接近给定微分阶次的实际微分阶次，并根据所述实际微分阶次对输入信号进行振荡调整的分数阶微分滤波器模块、第一加法器以及第二加法器，其中：

所述第一加法器的正输入端为所述串联式转速控制器的给定转速输入端，所述第一加法器的负输入端为所述串联式转速控制器的实测转速输入端；所述第一加法器的输出端分别与所述模糊PID参数整定控制器的输入端、所述第一乘法器的第二输入端、所述第二乘法器的第二输入端以及所述第三乘法器的第二输入端相连；

所述模糊PID参数整定控制器的比例参数输出端与所述第一乘法器的第一输入端相连，所述模糊PID参数整定控制器的积分参数输出端与所述第二乘法器的第一输入端相连，所述模糊PID参数整定控制器的微分参数输出端与所述第三乘法器的第一输入端相连；

所述第二乘法器的输出端与所述分数阶积分滤波器模块的输入端相连；

所述第三乘法器的输出端与所述分数阶微分滤波器模块的输入端相连；

所述第一乘法器的输出端、所述分数阶积分滤波器模块的输出端以及所述分数阶微分滤波器模块的输出端分别与所述第二加法器的三个输入端对应相连；

所述串联式转速控制器还包括：

第一限幅模块，所述第一限幅模块的输入端与所述第二加法器的输出端相连，所述第一限幅模块的输出端为所述串联式转速控制器的输出端；

所述分数阶积分滤波器模块包括用于使所述实际积分阶次逼近所述给定积分阶次，并按照所述实际积分阶次对输入信号进行变化步调调整的积分逼近模块以及用于对所述积分逼近模块的输出信号进行微调的积分惯性模块；

所述积分逼近模块的输入端为所述分数阶积分滤波器模块的输入端，所述积分逼近模块的输出端与所述积分惯性模块的输入端相连，所述积分惯性模块的输出端为所述分数阶积分滤波器模块的输出端；

所述分数阶微分滤波器模块包括用于使所述实际微分阶次逼近所述给定微分阶次，并按照所述实际微分阶次对输入信号进行振荡调整的微分逼近模块以及用于对所述微分逼近模块的输出信号进行微调的微分惯性模块；

所述微分逼近模块的输入端为所述分数阶微分滤波器模块的输入端，所述微分逼近模块的输出端与所述微分惯性模块的输入端相连，所述微分惯性模块的输出端为所述分数阶微分滤波器模块的输出端；

其中比例参数、积分参数以及微分参数经过模糊PID参数整定控制器调整后输出为FKp、FKi以及FKd，分别对应为调整后的比例参数、积分参数以及微分参数，PID控制关系式如下：

其中，K_P是比例参数，是积分参数，K_PT_d是微分参数，e(t)为模糊PID参数整定控制器的输入信号；