[发明专利]一种基于模糊滑膜变结构的永磁同步电机控制系统

权利要求书

1.一种基于模糊滑膜变结构的永磁同步电机控制系统，其特征在于，该系统包括：传感器模块、永磁同步电机、模糊滑膜控制器模块、Clark变换模块、Park变换模块、PI控制器模块、dq/αβ转换模块、SVPWM模块和逆变器模块，其中：

所述传感器模块与所述永磁同步电机连接，用于检测所述永磁同步电机的三相电流、实际转速ω和转子位置θ；

所述模糊滑膜控制器模块与所述传感器模块连接，用于将预设的永磁同步电机的指令转速ω^*与所述实际转速ω之差转换为q轴的额定电流

所述Clark变换模块用于与所述传感器模块连接，用于将所述永磁同步电机三相电流转换为α轴的电流I_α和β轴的电压I_β；

所述Park变换模块与所述Clark变换模块和传感器模块同时连接，用于接受所述α轴的电流I_α、β轴的电压I_β和转子位置θ转换为q的实际电流i_q和d轴的实际电流i_d；

所述PI控制器同时与所述模糊滑膜控制器模块和Clark和Park变换模块连接，用于将所述q轴的额定电流和实际电流i_q之差，以及d轴的额定电流和实际电流i_d之差分别转化为q的实际电压U_q和d轴的实际电压U_d；

所述dq/αβ转换模块与所述PI控制器模块连接，用于将所述q的实际电压U_q、d轴的实际电压U_d和转子位置θ转换为α轴的电压U_α和β轴的电压U_β；

所述SVPWM模块与所述dq/αβ转换模块连接，用于将α轴的电压U_α、β轴的电压U_β和母线电压转化为六路PWM波；

所述逆变器模块与所述SVPWM模块连接，用于根据接受到的所述六路PWM波对所述六路PWM波中的功率开关进行开或断；

所述永磁同步电机与所述逆变器模块相连，根据所述功率开关的开或断调节所述永磁同步电机的实际电压，进而调节其实际转速，由此，实现对所述永磁同步电机转速的控制。

2.如权利要求1所述的一种基于模糊滑膜变结构的永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述模糊滑膜控制器模块包括滑膜变结构控制器和模糊控制器，所述滑膜变结构控制器用于构建所述指令转速ω^*与实际转速ω之差、滑膜参数ε以及q轴的额定电流之间的关系，并利用该关系计算获得所述q轴的额定电流所述模糊控制器用于实时调节滑膜参数ε，以此提高电机的响应速度。

3.如权利要求2所述的一种基于模糊滑膜变结构的永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述指令转速ω^*与实际转速ω之差、滑膜参数ε以及q轴的额定电流之间的关系优选按照下列表达式：

其中，D是常量，s是滑膜切换函数，x₂是中间变量，x₂＝d(ω^*-ω)/dt，c是滑模面系数，ε是指数趋近率系数，k是指数趋近率系数，t是采样时间，τ是积分变量。

4.如权利要求3所述的一种基于模糊滑膜变结构的永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述常量D优选按照下列表达式进行：

其中，p_n是极对数，是磁链系数，J是转动惯量。

5.如权利要求3所述的一种基于模糊滑膜变结构的永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述滑膜切换函数s优选按照下列表达式进行：

s＝cx₁+x₂

其中，x₁＝ω^*-ω，x₁、x₂是系统变量，c是滑模面系数。

6.如权利要求2所述的一种基于模糊滑膜变结构的永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述模糊控制器优选设置为两个输入，一个输出，其中输入为滑膜切换函数s和其对时间的微分ds/dt，输出为滑膜参数ε。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种基于模糊滑膜变结构的永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述d轴的额定电流为0。