[发明专利]基于前馈校正的有限转角力矩电机输出特性波动抑制方法

权利要求书

1.一种基于前馈校正的有限转角力矩电机输出特性波动抑制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

1)测量有限转角力矩电机的输出非线性特性；

2)绘制转子角度-电流-力矩非线性偏差曲线；

3)根据所述转子角度-电流-力矩非线性偏差曲线得到不同条件下的力矩输出的非线性偏差，将补偿偏差转化为不同转子角度、不同电流条件下的前馈补偿参数MAP图，绘制转矩波动抑制MAP图；

4)根据前馈补偿参数对输出的力矩信号进行前馈补偿；

5)对补偿效果进行检验，判断多组力矩测量结果的实际偏差值是否小于允许偏差阈值，作出不同的回应：若是满足该条件，结束补偿流程；若是不满足该条件，调整偏差补偿系数值，回到步骤3)重新绘制转矩波动抑制MAP图，直到满足该条件；

6)根据有限转角力矩电机当前的转子角度和电流，查询所述转矩波动抑制MAP图中对应的参数位置，计算出前馈补偿参数，调整电机控制器对有限转角力矩电机的输出电流；

步骤1)测量有限转角力矩电机的输出非线性特性的方法为：

11)将电机的转子旋转至初始角度；

12)使用角度限位装置将电机转子角度固定；

13)通入由0A逐渐上升的恒流电流，将当前转子角度值、电流值及电机对应输出力矩值传输至PC机；

14)解除角度限位装置对电机转子角度固定，将电机转子角度增加1°；

15)重复步骤12)～14)，直至电机转子角度转至最大工作角度；

步骤2)绘制转子角度-电流-力矩非线性偏差曲线的方法为：

21)PC机获得被测电机不同转子角度下的输入电流和输出转矩的数据集合；

22)建立不同角度、不同输入电流条件下的力矩输出非线性偏差的表达式为：

σ(I,θ)＝T_em(I)-T(I,θ)

式中：σ(I,θ)表示不同输入电流、不同转子角度条件下的力矩输出非线性偏差；T_em(I)表示不同输入电流条件下的理论电磁转矩；

T(I,θ)表示被测有限转角力矩电机的转矩输出数据集；θ表示转子相对角度；

23)根据力矩输出非线性偏差表达式进行被测电机的数据集的数据处理，绘制出转子角度-电流-力矩非线性偏差曲线。

2.根据权利要求1所述的基于前馈校正的有限转角力矩电机输出特性波动抑制方法，其特征在于：步骤3)中通过转子角度-电流-力矩非线性偏差曲线得到不同条件下的力矩输出的非线性偏差后，将补偿偏差转化为前馈补偿参数的转矩波动抑制MAP图中不同转子角度、不同电流条件下的前馈补偿参数的计算方法为：

β(I,θ)＝σ(I,θ)τ

式中：β(I,θ)表示不同输入电流、不同转子角度条件下的前馈补偿参数，τ为偏差补偿系数。

3.根据权利要求1所述的基于前馈校正的有限转角力矩电机输出特性波动抑制方法，其特征在于：步骤4)中电机控制器通过实时采集不同时刻的转子角度、电流信息，匹配MAP图的具体前馈补偿参数值，将前馈补偿参数值传输至前馈补偿函数中，实现力矩输出非线性偏差的补偿。

4.根据权利要求2所述的基于前馈校正的有限转角力矩电机输出特性波动抑制方法，其特征在于：所述偏差补偿系数τ表示偏差补偿作用的大小，范围为0.2～1，τ具体值根据补偿后的偏差值进行调整，若补偿后偏差值更大，则提高τ的值，反之则减小τ的值。

5.根据权利要求1所述的基于前馈校正的有限转角力矩电机输出特性波动抑制方法，其特征在于：步骤5)中所述允许偏差阈值选取0.04N·m。

6.一种基于前馈校正的有限转角力矩电机输出特性波动抑制系统，其特征在于：所述系统包括转矩波动抑制MAP图绘制装置和电机控制器；所述电机控制器通过功率桥向有限转角力矩电机输出电流，所述有限转角力矩电机的转矩输出通过电机输出传动机构传输至负载，所述电机控制器采集功率桥输出的电流信号、有限转角力矩电机的转子角度信号和负载的转矩信号；所述系统执行如权利要求1～5所述的基于前馈校正的有限转角力矩电机输出特性波动抑制方法。