[发明专利]基于模糊自适应云模型的双永磁同步电机矢量控制方法

说明书

本发明公开一种基于模糊自适应云模型的双永磁同步电机矢量控制方法，利用模糊算法结合云模型控制，并将其运用于永磁同步电机的矢量控制系统中，取代永磁同步电机矢量控制中的转速环PI控制器，再以此为基础，构建基于云模型控制器的双永磁同步电机交叉耦合结构，实现双电机的同步协调控制。通过云模型控制器的不确定性推理，分别得到输出控制量，再经过模糊推理对上述云模型控制器中的驱动系数进行在线整定，经过加权平均处理最终得到系统的实际输出控制量。此种控制方法可改善系统的动、静态性能，超调量小，增强双永磁同步电机同步运行的协调性能，且鲁棒性强。

技术领域

本发明属于永磁同步电机控制领域，涉及一种双永磁同步电机同步协调控制系统，特别涉及一种双永磁同步电机矢量控制中转速环的参数控制方法。

背景技术

永磁同步电机由于其体积小、性能好、结构简单、可靠性高、输出转矩大等优点，使它的应用领域不断扩大，然而永磁同步电机具有惯性大、非线性、模型参数不确定以及存在扰动等特点，对系统进行控制器设计时会遇到很大困难，简单的PID控制器已经不能满足要求。

在基于云模型永磁同步电机的矢量控制中，云模型控制器的驱动系数需用人工方式进行调节，但当永磁同步电机受外界干扰时，原有的云模型控制器特性不能随之动作相应变化，将导致控制效果变差。因此，在基于交叉耦合结构的双永磁同步电机的矢量控制系统中，为实现转速的同步控制，如何实现在线动态调整云模型控制器的驱动系数，成为现有技术亟待待解决的问题。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种基于模糊自适应云模型的双永磁同步电机矢量控制方法，其可改善系统的动、静态性能，超调量小，增强双永磁同步电机同步运行的协调性能，且鲁棒性强。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于模糊自适应云模型的双永磁同步电机矢量控制方法，包括如下步骤：

(1)采集两台永磁同步电机三相电流i_a、i_b、i_c，将其变换为d-q坐标系下每台永磁同步电机的实际电流值i_d、i_q；

(2)采集两台永磁同步电机的位置信号，并得到两台永磁同步电机各自的转速反馈信号；

(3)根据两台永磁同步电机各自的转速偏差e以及偏差的变化率ec，采用模糊控制器，分别对其进行模糊化、模糊推理决策以及解模糊，对一维云模型控制器中的驱动系数K_P、K_I、K_D进行优化，最后得到适合两台永磁同步电机最优的驱动系数K_P、K_I、K_D；

(4)对两台永磁同步电机，分别将各自的转速偏差e，偏差的积分值ei，偏差的变化率ec作为一维云模型映射器的3个输入量，经过云模型不确定性推理，分别得到输出控制量U_P、U_I、U_D，经过优化的驱动系数K_P、K_I、K_D的分别放大，最终经过加权平均处理或逆向云输出并求和作为q轴电流的实际输入；

(5)通过经模糊自适应云模型控制器的参数整定后得到给定的i_sq^*，求得与反馈的i_q的差值，再通过电流环的PI调节器进行调节，得到旋转正交坐标系下给定的电机电压u_d^*、u_q^*，然后经反park变换得到静止两相正交坐标系下给定的电机电压u_α^*、u_β^*；