[发明专利]一种参数自整定永磁同步电机控制系统

说明书

本发明公开了一种参数自整定永磁同步电机控制系统，包括：电机、驱动子系统、故障信号与温度检测脉冲产生模块、编码器脉冲转换模块、主控制系统和上位机监控模块，所述主控制系统分别与所述驱动子系统、上位机监控模块、编码器脉冲转换模块以及故障信号与温度检测脉冲产生模块相连，所述主控制系统包括DSP处理模块和参数整定FPGA模块，所述DSP处理模块包括第一核心和第二核心。通过上述方式，本发明所述的参数自整定永磁同步电机控制系统，通过参数整定FPGA模块每个周期对控制器参数增减行为进行选择，对每次行为选择完成后的控制器性能进行评估，根据每次评估的结果对行为选择模型的参数进行选择，实现对控制器参数最优求解。

技术领域

本发明涉及机电控制技术领域，特别是涉及一种参数自整定永磁同步电机控制系统。

背景技术

电机是依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，其主要作用是产生驱动转矩，作为其他用电器或各种机械的动力来源，也是现代加工技术中最为关键的部件之一。

电机控制器是指通过集成电路的主动工作来控制电机按照设定的位置、方向、速度、角度及响应时间进行工作。专用的电机控制器可以使电机的应用更为广泛，输出效率更高。

目前电机的整体控制方案主要由控制器和驱动器组成。其中控制器通过转子位置传感器、定子电流传感器及电压传感器完成对电机转子位置、电流、电压等信号的采集，根据期望的转矩指令，计算出相应的功率信号，通过特定型号的功率器件进行放大后，输出到电机，实现电机的的驱动与运行，输出期望的速度与转矩，实现电机的控制。

目前恒压频比控制、矢量控制、直接转矩控制、智能控制是广泛应用于电机控制领域的控制方法，一般都需要人工用工程经验对控制器参数进行整定：通过不断观察在不同控制参数下的系统运行状况规律来进行对此参数调校，耗费时间长，结果可靠性差，并对整定人员技能有不低的要求，并且在参数整定完成后不能保证在系统参数摄动后的控制效果。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种参数自整定永磁同步电机控制系统，用于解决现有的技术中控制器参数整定困难、效率低、效果不易保证和鲁棒性差等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种参数自整定永磁同步电机控制系统，包括：电机、驱动子系统、故障信号与温度检测脉冲产生模块、编码器脉冲转换模块、主控制系统和上位机监控模块，所述电机与驱动子系统相连，用于产生驱动转矩，作为动力源；

驱动子系统，分别与所述电机、故障信号与温度检测脉冲产生模块、编码器脉冲转换模块、主控制系统相连，用于将主控制系统的控制信号放大成功率信号并向电机输出；

上位机监控模块，与所述主控制系统相连，用于给主控制系统发送电机控制指令，并实时接收电机的运行状态并显示分析；

编码器脉冲转换模块，分别与所述电机上的编码器以及主控制系统相连，用于将安装于电机上的编码器的输出转换成主核芯片便于识别的脉冲信息并向主控制系统输出；

故障信号与温度检测脉冲产生模块，分别与所述驱动子系统和主控制系统相连，用于将驱动子系统检测到的故障信号与温度信息转换成脉冲信息，向主控制系统输送；

主控制系统，包括双核心为主的DSP处理模块和参数整定FPGA模块，所述DSP处理模块包括第一核心和第二核心，主控制系统分别与所述驱动子系统、上位机监控模块、编码器脉冲转换模块以及故障信号与温度检测脉冲产生模块相连，用于接收上位机监控模块上监控端用户的特定指令，在主控制系统内作出命令协议解析和计算后，得到控制量的给定数据；向驱动子系统输出，并完成控制器参数自整定；根据给定的转速、电流等参数，实时采集由信号调理模块传输的电机正余弦编码器的信号以及由电流传感器、电压传感器采集的三相电流与母线电压信号，通过参数整定FPGA模块进行参数整定后，通过磁场定向控制算法得出下个控制周期的输出设定，并向驱动子系统输出。