[发明专利]一种基于自抗扰控制器的永磁同步电机控制方法

说明书

本发明涉及一种基于自抗扰控制器的永磁同步电机控制方法，该方法包括：采集永磁同步电机的实际转速ω_r同时获取电磁转矩T_e和定子磁链ψ_r；构建速度环自抗扰控制器和磁链环自抗扰控制器，将实际转速ω_r以及参考转速ω_r^*输入至速度环自抗扰控制器，将定子磁链ψ_r和参考磁链ψ_r^*输入至磁链环自抗扰控制器，速度环自抗扰控制器输出给定转矩磁链环自抗扰控制器输出参考电压u_d；给定转矩和电磁转矩T_e输入至转矩调节器，转矩调节器输出参考电压u_q；基于u_d、u_q进行空间电压矢量调制，控制逆变器驱动电机运行。与现有技术相比，本发明鲁棒性和抗干扰性强，控制迅速平稳。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机控制技术领域，尤其是涉及一种基于自抗扰控制器的永磁同步电机控制方法。

背景技术

现有永磁同步电机直接转矩控制(PMSM-DTC)系统大致分为4个部分，具体来说包括PI控制部分、滞环控制部分、实际运行信号估算部分、电压选择部分。其中，PI控制是通过给定参考值或者是整定的参考值，与系统中实际运行的参数进行比较做差，然后通过控制器实现对电机系统的调速控制。从工程实际出发，PI调节器控制结构简单、非完美的参数整定较容易，所以在工程应用中PI调节器始用范围较广。由于PI控制器对于永磁同步电机的非线性要求不能满足，所以从PI控制器本身改进并不能满足系统对于非线性的需求，满足不了当前对于PMSM快速调速的需求和在DTC策略上对转矩和磁链的脉动大的改善。虽然当前的许多方法改善了PI控制器的缺点，但是也损失了PI控制器的优点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于自抗扰控制器的永磁同步电机控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于自抗扰控制器的永磁同步电机控制方法，该方法包括：

采集永磁同步电机的实际转速ω_r同时获取电磁转矩T_e和定子磁链ψ_r；

构建速度环自抗扰控制器和磁链环自抗扰控制器，将实际转速ω_r以及参考转速ω_r^*输入至速度环自抗扰控制器，将定子磁链ψ_r和参考磁链ψ_r^*输入至磁链环自抗扰控制器，速度环自抗扰控制器输出给定转矩T_e^*，磁链环自抗扰控制器输出参考电压u_d；

给定转矩T_e^*和电磁转矩T_e输入至转矩调节器，转矩调节器输出参考电压u_q；

基于u_d、u_q进行空间电压矢量调制，控制逆变器驱动电机运行。

优选地，所述的实际转速ω_r通过编码器测得。

优选地，所述的电磁转矩T_e和定子磁链ψ_r通过转矩磁链观测器观测得到，所述的转矩磁链观测器输入为永磁同步电机的输入电流和输入电压。

优选地，所述的速度环自抗扰控制器包括速度环跟踪微分器、速度环扩张状态观测器和速度环非线性状态误差反馈控制律，所述的参考转速ω_r^*作为速度环跟踪微分器的输入，所述的实际转速ω_r作为速度环扩张状态观测器的输入，给定转矩为速度环自抗扰控制器的输出。