[发明专利]直线振荡电机控制方法及介质

说明书

本发明公开了一种直线振荡电机控制方法及介质，属于直线振荡电机频率控制领域，方法包括：采集直线振荡电机的位移信号和电流信号并进行处理，得到滤波后的位移信号、位移正交信号、滤波后的电流信号和电流正交信号，并基于得到的信号计算与速度信号同相位的电流分量i_q和与速度信号正交的电流分量i_d；将i_q和i_q给定值输入第一PI控制器，得到q轴电压给定值，将i_d和0输入第二PI控制器，得到d轴电压给定值；对q轴电压给定值和d轴电压给定值进行反PARK变换，得到SPWM的基波信号，并根据SPWM的基波信号驱动直线振荡电机。直接针对电机的运行效率和电磁推力进行控制，提高响应速度和控制精确度。

技术领域

本发明属于直线振荡电机频率控制领域，更具体地，涉及一种直线振荡电机控制方法及介质。

背景技术

作为一种新型电机，直线振荡电机的运行特性与现有的大多电机都有着较大差别。由于其动子做高频直线往复运动，在运行中会出现电机推力与动子实时运动方向不一致的情况，导致有一部分推力并没有为动子的运动做功，从而严重影响其驱动的直线压缩机系统的运行效率。现有方法主要从获取电机的机械谐振频率入手，即在电机的机械谐振频率处，其电磁推力全部用于给动子的运动做正功。然而，直线振荡电机的负载为非线性的气体力负载，理论分析和实验结果均表明，直线压缩机在运行过程中，气体负载力会导致其谐振频率改变。此外，外部环境的改变也会影响到直线压缩机系统的谐振频率。

目前的方案大多采用不同的判定依据去尝试寻找系统的谐振频率，并通过调节电机的驱动频率去跟随其谐振频率，即谐振频率跟踪控制。但是，这类方法判定依据均没有明确有效的物理意义，算法收敛速度较慢，控制精度受多种因素影响，精度较低，且其控制依据的是系统处于稳态时的特性，故只能在系统达到稳态后再开始谐振频率的跟踪控制，导致系统整体响应速度较慢。除此之外，现有的各种谐振频率跟踪控制算法并没有推力控制部分，行程控制也仅是根据单调关系的定性控制。综上可知，对于直线振荡电机这种新型电机，需要一种响应快、精度高的效率优化控制算法，且可以同时直观地控制电机电磁推力，使电机的控制方案更加完善以应对不同工况的需要。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种直线振荡电机控制方法及介质，其目的在于跳过谐振频率，直接针对电机的运行效率和电磁推力进行控制，提高响应速度和控制精确度。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种直线振荡电机控制方法，包括：S1，采集直线振荡电机的位移信号和电流信号，利用第一SOGI处理所述位移信号，以及利用第二SOGI处理所述电流信号，得到滤波后的位移信号、位移正交信号、滤波后的电流信号和电流正交信号；S2，基于位移与速度的积分关系，通过PARK变换，根据滤波后的位移信号、位移正交信号、滤波后的电流信号和电流正交信号，计算与速度信号同相位的电流分量i_q和与速度信号正交的电流分量i_d；S3，将电流分量i_q和i_q给定值输入第一PI控制器，得到q轴电压给定值，将电流分量i_d和0输入第二PI控制器，得到d轴电压给定值；S4，对q轴电压给定值和d轴电压给定值进行反PARK变换，得到SPWM的基波信号，并根据SPWM的基波信号驱动直线振荡电机。

更进一步地，所述第一SOGI的传递函数为：

其中，D(s)为第一SOGI输出通道一的传递函数，Q(s)为第一SOGI输出通道二的传递函数，v为输入第一SOGI的信号，v₁为第一SOGI输出通道一输出的信号，v₂为第一SOGI输出通道二输出的信号，k为积分器增益，ω'为v的中心频率，s为传递函数参量。