[发明专利]一种基于DSP的转速估计PI参数定量整定方法有效

专利信息
申请号: 201710110570.X 申请日: 2017-02-28
公开(公告)号: CN107196569B 公开(公告)日: 2020-10-27
发明(设计)人: 叶斌英;孙卓;杜恩利;董步洲;王建伟;周峥 申请(专利权)人: 常州联力自动化科技有限公司
主分类号: H02P21/00 分类号: H02P21/00;H02P21/24;H02P21/18
代理公司: 南京源古知识产权代理事务所(普通合伙) 32300 代理人: 吴丽娜
地址: 213125 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 dsp 转速 估计 pi 参数 定量 方法
【说明书】:

发明涉及异步电机技术领域,尤其涉及一种基于DSP的转速估计环节PI参数定量整定方法;首先获取控制对象电机的参数,同步频率和控制器参数;根据速度估计环节原传递函数计算其一阶简化模型的增益K;根据异步电机全阶磁链观测器的复矢量模型计算其一阶简化模型的时间常数T;根据获得的增益K和常数T得出速度估计环节传递函数的一阶简化模型;根据开环带宽阻尼的要求,获得满足要求的自然振荡频率后求得速度估计环最终的PI参数;使一种基于DSP的转速估计环节PI参数定量整定方法解决了传统速度自适应PI参数配置过程中的模糊性、盲目性。

技术领域

本发明涉及异步电机技术领域,尤其涉及一种基于DSP的转速估计环节PI参数定量整定方法。

背景技术

有大量的文献描述异步电机全阶磁链观测器反馈矩阵的设计,也提出了许多全范围稳定的反馈矩阵设计,包括回馈发电状态的稳定;在全阶磁链观测器的应用中,往往还根据磁链电流误差并配合相应的转速自适应律实现转速估计,达到无速度传感器控制的目的;最为常用的转速自适应律为PI调节器,其能保证反馈部分满足波波夫不等式,所以维持原系统的稳定性不变。

通过合理选择反馈矩阵,保证观测器的收敛性,转速也能收敛至实际转速。但实际系统往往不仅要求转速估计环收敛,而且需合理配置收敛速度、性能指标,而鲜有文献论及相应的转速自适应PI调节器的配置方法。

一般来说,在现有的方法中,对该转速自适应律中PI调节器的参数设计有如下定性的指导方法:首先,在转子磁链定向的坐标系下(此坐标系下转速估计只与q轴电流误差有关),全阶磁链观测器转速估计系统的开环传递函数为一高阶模型(参见文献1和文献2的第6章,文献1为“S.Suwankawin and S.Sangwongwanich,Design strategy of anadaptive full-order observer for speed-sensorless induction-motor Drives-tracking performance and stabilization,in IEEE Transactions on IndustrialElectronics,vol.53,no.1,pp.96-119,Feb.2006.”,文献2为“罗慧.感应电机全阶磁链观测器和转速估算方法研究[D].华中科技大学博士学位论文,2009.”),具体如下:

其中y=g2rε=σLsLr/Lm,为电机漏磁系数;

g1,g2,g3,g4为全阶观测器反馈矩阵的系数;

Rs,Rr,Ls,Lr,Lm分别为定子电阻,转子电阻,定子电感,转子电感,互感;

ω1,ωr分别为同步频率和电转速,单位是rad/s

根据该高阶式,通过极限法可以定性得出:积分越大,该斜坡输入误差越小;比例越小,越不容易引入扰动;PI转折频率点ki/kp应当小于运行频率以获得足够的相角裕度(参见文献1和文献2);

而常规矢量控制采用的双闭环控制结构,即速度外环和电流内环,一般根据完整的一阶或二阶传递函数模型,在频域内配置电流环、速度环控制器的带宽和阻尼,使系统达到最优工作状态;但是对于速度估计系统来说,如果同样基于高阶传递函数模型G(s)进行PI参数整定,对于DSP而言运算量过大,所以不能直接根据G(s)式给出PI参数的量化整定方法;

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