[发明专利]基于模糊控制的永磁同步电机控制方法、系统和存储介质

说明书

本发明提供一种基于模糊控制的永磁同步电机控制方法、系统和存储介质，通过在转速环PI控制器的基础上，以目标转速与估测转速的差值及差值的变化率为输入，输出为转速环PI控制器的参数Kp和Ki的变化值，通过模糊调节器优化永磁同步电机的转速环PI控制器，达到改善电机的控制特性，从而有效降低压缩机由于负载变化而导致的转速波动，进一步实现降低压缩机振动噪声的效果。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种基于模糊控制的永磁同步电机控制方法、系统和存储介质。

背景技术

由于永磁同步电机结构简单、体积小、功率密度高、效率高、运行性能优良等优点，近年来获得了广泛的应用。例如：交通领域、家电领域、车船的驱动领域，以及泵类、压缩机、机床、高精度伺服系统等方面的转动机构。

目前永磁同步电机驱动一般采用空间矢量脉宽调制技术，在该技术中需要随时获得转子的转速和位置信息，由于滚动转子压缩机内部的结构特点内部充满高温，高压且强腐蚀的制冷剂，内部无法安装位置传感器，目前一般采用无位置传感器控制方式。出于成本以及实际情况考虑在很多应用领域采用无位置传感器方式驱动。例如：在空调、冰箱等压缩机内部无法安装位置传感器，在这些应用领域一般采用无位置传感器的矢量控制方案。无位置传感器的矢量控制方案主要是通过反电势观测器对永磁同步电机的反电势进行观测，以此来估算电机转子的转速及转角位置。

针对滚动转子压缩机无位置传感器情况下，由于滚动转子压缩机在运转过程中吸气侧与压气侧存在压力差，这样导致滚动转子压缩机每旋转一周，负载会呈现周期性的变化，进而导致压缩机转速不可避免的出现周期性波动，并使得压缩机在运转过程中出现振动、噪声等问题。图1为滚动转子压缩机在运行过程中负载随机械转角的变化过程，由于滚动转子压缩机转矩的不均匀变化必然导致压缩机的振动和噪声。如何通过适当对转矩侧进行控制以降低转速波动将是提高滚动转子压缩机运行性能的关键。

发明内容

为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出了一种基于模糊控制的永磁同步电机控制方法、系统和存储介质。

为了实现上述目的，本发明第一方面提出了一种基于模糊控制的永磁同步电机控制方法，所述方法包括：

搭建永磁同步电机无位置传感器驱动平台；

以目标转速与估测转速的差值及差值的变化率作为模糊调节器的输入值，输出为转速环PI控制器的参数Kp和Ki的变化值；

根据系统的调节特性，确定所述模糊调节器的输入及输出论域；

建立所述输入及输出论域的隶属度函数；

根据所述隶属度函数确定模糊控制规则表，并输出模糊值；

对所述模糊值解模糊化处理，得到参数Kp和Ki的变化值；

将所述参数Kp和Ki的变化值加到转速环PI控制器的原参数Kp和Ki上，以实现对转速环PI控制器的调节。

本方案中，以目标转速与估测转速的差值及差值的变化率作为模糊调节器的输入值，输出为转速环PI控制器的参数Kp和Ki的变化值，还包括：

利用永磁同步电机反电势方程构建反电势观测器；

根据反电势观测器观测得到反电势观测值；

采用预设的滤波算法对反电势观测值进行滤波处理，以得到滤波后的反电势观测值；

基于滤波后的反电势观测值，估测出永磁同步电机的转速。

进一步的，所述方法还包括：

通过霍尔电流传感器测量电机定子两相电流i_a和i_b，通过Clark变换得到两相静止坐标下的电流i_α和i_β；