[发明专利]一种永磁同步电机模糊滞环电流控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机模糊滞环电流控制系统及方法，速度误差和误差变化量作为模糊逻辑控制器输入，输出量G与滞环控制器输出信号匹配，控制PWM产生相应占空比的六路PWM信号，控制逆变器的六个功率开关管，使得电机稳定运行，本发明与传统方法相比，电流跟踪控制的响应速度和稳态精度较好。

技术领域

本发明属于电机系统及控制技术领域，具体涉及一种永磁同步电机模糊滞环电流控制系统及方法。

背景技术

永磁同步电机(PMSM)是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，具有本身的功率效率高以及功率因数高、发热小、允许的过载电流大，可靠性高等特点，相比于传统的电励磁同步电机，永磁同步电机又具有损耗少、效率高、节电效果明显的优点，使得永磁同步电机在多个领域得到快速的应用和发展。

越来越多的国内外学者对永磁同步电机的控制算法进行优化。传统情况下，永磁同步电机驱动控制采用矢量控制，系统响应一般，电流跟踪控制的响应速度和稳态精度不理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种永磁同步电机模糊滞环电流控制系统及方法，增强系统响应，提高电机电流跟踪控制的响应速度和稳态精度。

本发明采用以下技术方案：

一种永磁同步电机模糊滞环电流控制系统，包括直流电源，模糊逻辑控制器、Park和Clarke转换模块、滞环控制器、PWM产生单元、PI控制器、滞环控制器、微分单元、电流传感器、霍尔传感器、位置和转速产生单元、逆变器、转速调节器、电流调节器；直流电源与逆变器的每个桥臂相连；转速调节器与模糊逻辑控制器、微分单元、位置和转速产生单元以及PI控制器相连，PI控制器与Park和Clarke转换模块相连，Park和Clarke转换模块与电流调节器、位置和转速产生单元相连，电流调节器与电流传感器和滞环控制器相连，滞环控制器后与PWM产生单元相连，同时模糊逻辑控制器后与PWM产生单元也相连，PWM产生单元后与逆变器相连，逆变器与电机直接相连，位置和转速产生单元与霍尔传感器相连，霍尔传感器和电流传感器均与电机相连。

可选的，逆变器根据PWM产生单元产生的PWM信号控制功率开关管的开关状态，产生不同的电路拓扑结构，每种拓扑结构对应双永磁同步电机的一种工作模式，每种工作模式所表示的工作状态都能驱动其中一个永磁同步电机独自运行；

根据工作需要输入给定速度，与反馈回路的反馈速度对比后，经过PI调节器，输出q轴参考电流，同时速度误差E与速度误差求导后EC输入到模糊逻辑控制器中，输出信号G到PWM产生单元中；

然后设置d轴参考电流为0，q轴参考电流和d轴参考电流经Park和Clarke转换单元得到三相参考电流，三相参考电流分别与反馈回路的三相电流经过电流比较模块，产生三相电流误差，输入到滞环控制器中，输出信号k_j到PWM产生单元，与信号G对应设置CRR值，产生相应占空比的六路PWM信号，产生的六路PWM信号输入到逆变器中，分别控制逆变器中的六个功率开关管，从而控制永磁同步电机M1正常运转。

可选的，电流传感器将检测到的三相电流送到电流调节模块；霍尔传感器将检测到的霍尔信号送到位置和转速产生单元，位置和转速产生单元将速度和角度分别送到速度调节器和Park和Clarke转换模块；

模糊逻辑控制器的输出量G输入到PWM产生单元，设置两个大小不等的CCR值分别对应滞环控制器的两种输出，根据三个滞环控制器的输出设置相应的CCR值作为调制波，设置三角波为载波，载波和调制波斩波生成PWM波，滞环控制器不同的输出分别产生不同占空比的PWM波形，滞环控制器输出的一路信号输入到PWM产生单元后，产生两路互补的PWM信号，PWM产生单元共产生相应六路PWM信号，输入到逆变器。