[发明专利]一种适用于永磁同步电机的电机控制PI参数的优化方法

权利要求书

1.一种适用于永磁同步电机的电机控制PI参数的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，离线整定，以永磁同步电机的控制系统的闭环矢量系统数学模型为基础，通过仿真试验和测试试验，得到离线整定PI参数；

步骤2，设定目标转速，在PI控制器中设定所述离线整定PI参数，启动永磁同步电机；

步骤3，通过模糊PI控制器，对所述离线整定PI参数进行在线整定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1所述以永磁同步电机的控制系统的闭环矢量系统数学模型为基础，通过仿真试验和测试试验，得到离线整定PI参数包括：

步骤1.1，根据仿真结果和测试试验确定一组维持系统稳定运行的参数；

步骤1.2，零转速启动电机，让电机做匀加速运动，选取匀加速过程中的两个时间点，分别记录下两个时间点的电机转子转速，并计算出电机的转动惯量；

步骤1.3，根据步骤1.1中所述维持系统稳定运行的参数以及步骤2中所述电机的转动惯量，确定PI控制器的比例系数K_p0和积分系数K_i0。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1.2中所述电机的转动惯量计算过程如下：

由电磁转矩公式得到公式(1)：

T_e＝N_pΨ_fi_q……(1)；

式中N_p为极对数，w为转子转速，T_e为电磁转矩，Ψ_f为转子磁链，i_q为转矩电流，电磁转矩与转矩电流成正比，由机械运动方程得到公式(2)：

式中；T_l为负载转矩，J为转动惯量，

选取匀加速过程中两个时间点t₁、t₂，和此时对应的电机转速w₁、w₂，得到公式(3)：

取匀加速过程中的另两个时间点t₃、t₄和此时对应的电机转速w₃、w₄，使t₄-t₃＝t₂-t₁，

带入到公式(3)中，得到公式(4)：

在两次加速过程中保持负载转矩T_l不变，得到公式(5)：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3，所述通过模糊PI控制器，对离线整定PI参数进行在线整定，包括：

步骤3.1，获取模糊PI控制器的输入量：

步骤3.1.1，通过光电编码器获取电机的实时转速；

步骤3.1.2，通过接收得到的实时转速和目标转速做比较，计算目标转速与实时转速之间的差值以及差值变化率；

步骤3.1.3，将目标转速与实时转速的差值以及差值变化率作为输入量，输入到所述模糊PI控制器中；

步骤3.2，采用最小二乘法对步骤3.1.3中的输入量进行模糊化处理；

步骤3.3，按照模糊PI控制器中预先设定的模糊推理规则对模糊化处理后的输入量进行模糊推理，得到模糊整定PI参数；

步骤3.4，对模糊整定PI参数进行去模糊化，得到在线整定PI参数的改变量，△K_p、△Ki；

步骤3.5，通过以下公式(6)和公式(7)计算得到目标PI参数K_p、Ki：

K_p＝K_p0+△K_p……(6)

K_i＝K_i0+△K_i……(7)。