[发明专利]永磁电机比例谐振控制器离散化设计方法

权利要求书

1.一种永磁电机比例谐振控制器离散化设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

考虑到数字控制系统中存在的采样和PWM的零阶保持特性，将电机电流环的连续模型离散化，得到离散模型；

在同步采样方式下，控制器的输出存在一个采样周期的延时，为了将一个采样周期的延时包含在离散模型中，扩张状态空间表达式，得到电流控制系统开环模型；

引入积分器消除稳态误差，结合状态反馈控制结构推导出电流控制系统闭环模型；

确定电流控制闭环系统期望的零极点，利用直接零极点配置法进行电流控制器参数整定，根据参数整定方法确定电流控制器参数在线计算方法，以满足电流控制器参数在线计算的需求；

其中，利用直接零极点配置法进行电流控制器参数整定具体为：

电流控制系统的开环极点有两个，分别由时间延迟和被控对象引入，由时间延迟引入的极点位于原点处，由被控对象引入的极点位于R_f、L_f分别表示永磁电机定子电阻和同步电感，

选择由积分器引入的两个复数极点作为主导极点，最后一个实极点保持不动，并由一个零点与之相互抵消；期望的四个极点分别设置为0，和α_c为带宽，ω₀为给定电流的角频率；

一个零点设置为消除实数极点，电流控制器前馈系数由这个零点确定；主导极点为电流控制器引入的一对复极点，其位置由电流控制闭环系统的设计要求确定。

2.根据权利要求1所述的一种永磁电机比例谐振控制器离散化设计方法，其特征在于，所述方法还包括：建立永磁电机电流环的连续模型。

3.根据权利要求1所述的一种永磁电机比例谐振控制器离散化设计方法，其特征在于，所述引入积分器消除稳态误差，结合状态反馈控制结构推导出电流控制系统闭环模型具体为：

在状态反馈控制中加入包含积分器的反馈通道，积分的引入增加了两个积分状态，获取对应的差分方程；

将积分状态加入差分方程中，得到扩张状态后的表达式；

由状态反馈控制结构获取控制律，进而推导出电流控制系统闭环模型。

4.根据权利要求3所述的一种永磁电机比例谐振控制器离散化设计方法，其特征在于，所述对应的差分方程为：

x_I1(k+1)＝x_I2(k)

x_I2(k+1)＝-x_I1(k)+2cos(ω₀T_s)x_I2(k)+H_dx_d(k)-i_ref(k)

其中，i_ref(k)为给定电流采样值；x_I1(k)、x_I2(k)为积分器引入的两个积分状态；H_d用于表示电流环开环控制系统的参数矩阵；x_d(k)是新的状态变量矩阵。