[发明专利]一种高带宽电流环数字化控制方法及系统

权利要求书

1.一种高带宽电流环数字化控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S100、通过模数转换器对电机的三相电流进行快速采样，同时对采集的电流进行补偿；

S200、对采样的三相电流通过坐标变化，将静止的三相坐标系下的电流变换为静止的两相坐标电流信号；

S300、将两相静止坐标系下的电流信号变换为旋转正交坐标系(d、q)下的电流信号，实现励磁和控制的解耦；

S400、计算并确定电机相关参数；

S500、基于电机相关参数对控制算法进行设计；

S600、将计算出的电压值从正交旋转坐标系下变换至两相静止的坐标系下；

S700、对静止坐标系电压进行标幺化处理，并进行扇区判断；

S800、根据标幺化的电压值大小计算各个扇区驱动管子的导通时间。

2.根据权利要求1所述的高带宽电流环数字化控制方法，其特征在于：所述S100具体包括：

分别采样电机的当前三相电流值所对应的数字值N_x，x＝a,b,c及零电流时对应的数字值M_x，x＝a,b,c，根据数字值计算模拟电压值n_x，和零电流对应的模拟电压值m_x，根据以上信息计算出当前三相电流值为：

i_x＝k_i(N_x-M_x)＝k_iN_x-k_iM_x

其中x＝a,b,c,k_i为数模转换比例因子。

3.根据权利要求1所述的高带宽电流环数字化控制方法，其特征在于：所述S200具体包括：

将三相的静止坐标系下的电流信号变换为三相静止坐标系下的两相信号得到：

其中i_D、i_Q分别为两相静止坐标系下的D、Q轴电流分量。

4.根据权利要求1所述的高带宽电流环数字化控制方法，其特征在于：所述S300具体包括：

将两相静止坐标系下的电流信号变换为旋转正交坐标系下的电流信号得到：

i_d＝i_Dcosθ+i_Qsinθ

i_q＝-i_Dsinθ+i_Qcosθ

其中θ表示电机转子的电角度，i_d、i_q分别为d、q坐标系框架下的电流分量，为了降低运算的复杂度和提升运算速度，将正弦和余弦函数采用查表的方式进行处理，以正弦信号，根据程序刷新的时间，制作一个一维表格如下：

Sintable[]＝{0,sinT,...,1}

其中T表示采样时间，同理可对余弦信号进行相同的处理。

5.根据权利要求1所述的高带宽电流环数字化控制方法，其特征在于：所述S400具体包括：

计算电机相关参数，确定电机转子机械速度θ_spd、电感L、磁链电阻R、控制频率f、极对数P、反电动势常数k_v及直流母线电压U；

其中，机械速度和磁链通过下式求得：

其中电速度用下式来计算：

θ_elec＝60γΔSP

此处γ、ΔS分别为位置记录刷新速度和转子的行程差。