[发明专利]一种考虑一拍滞后的PMSM离散域电流调节器控制方法

说明书

本发明公开了一种考虑一拍滞后的PMSM离散域电流调节器控制方法，步骤1、构建考虑一拍滞后的离散电流调节器及永磁同步电机电驱控制系统；步骤2、根据速度环PI调节器，计算得到所需的同步坐标系下d轴和q轴参考指令电流I^e_ref(z)；步骤3、将dq同步坐标系下的参考指令电流和实际电流作差得到误差电流ΔI^e_s(z)，并输入到离散电流调节器中，调节器输出为调制信号；步骤4、将离散电流调节器的输出调制信号经过SVPWM调制生成PWM脉冲波，从而控制三相全桥逆变器输出实际电压，SVPWM逆变器与永磁同步电机连接，对电机进行驱动。本发明方法解决电机高速运行时，耦合项影响不断加重的问题，同时，在电流控制中考虑一拍滞后对电流环的影响，提高了系统在低采样频率下的动态特性。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机控制领域，尤其是一种考虑一拍滞后的PMSM离散域电流调节器直接设计方法。

背景技术

永磁同步电机因其效率高、体积小、功率密度大、转矩脉动小等特点而被广泛应用于交流伺服领域。矢量控制在高性能的永磁同步伺服控制领域获得了广泛的应用，基于同步坐标系的同步比例积分调节器可以在较大的转速范围内实现电流指令的调节与跟踪，且稳态跟踪性能好，因而成为了交流电机电流控制的工业标准。

电机在同步坐标系下，d、q轴存在交叉耦合，而且随着转速的升高，耦合电压占定子电压的比重逐渐增大，耦合作用的影响也会越来越严重。传统PI调节器不能对d、q轴存在交叉耦合项实现完全解耦，电机高速运行耦合现象依然会加重；基于反馈解耦的PI调节器有良好的解耦特性，但对电机参数很敏感，电机参数变化会导致控制效果变差；基于复矢量的PI调节器虽然能够实现完全解耦，但不可避免离散化带来的误差；数字控制中传统的离散调节器直接设计方法一拍滞后延时带来的影响会降低电流环的控制性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种提高电流环的动、静态特性的考虑一拍滞后的PMSM离散域电流调节器控制方法。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明所述方法包括以下步骤：

步骤1、构建考虑一拍滞后的离散电流调节器及永磁同步电机电驱控制系统；

步骤2、根据速度环PI调节器，计算得到所需的同步坐标系下d轴和q轴参考指令电流I^e_ref(z)；

步骤3、将dq同步坐标系下的参考指令电流和实际电流作差得到误差电流ΔI^e_s(z)，并输入到离散电流调节器中，调节器输出为调制信号；

步骤4、将离散电流调节器的输出调制信号经过SVPWM调制生成PWM脉冲波，从而控制三相全桥逆变器输出实际电压，SVPWM逆变器与永磁同步电机连接，对电机进行驱动。

在传统离散调节器中，调节器输出V_s^*要延迟一个周期再施加，即在下一周期内以V_s(k+1)的形式施加到电机上。实际上，V_s(k)与V_s(k+1)对电流产生影响的能力是一样的。将调节器输出V_s^*全部赋给V_s(k+1)，相当于忽略了当前周期内V_s(k)对电流产生的影响。暂态过程中，这样的做法显然不利于电流的快速稳定调节。

进一步的，所述步骤1的具体内容如下：

步骤1.1、静止坐标系下永磁同步电机的电压方程：