[发明专利]一种无刷双馈电机转矩脉动抑制方法

权利要求书

1.一种无刷双馈电机转矩脉动抑制方法，其特征在于：

所述方法依次包括以下步骤：

步骤A、搭建无刷双馈电机的电流环和转速环模型；

步骤B、根据电流环和转速环模型建立自抗扰控制器，所述自抗扰控制器包括d轴改进电流控制器、q轴电流环自抗扰控制器以及转速环自抗扰控制器，其中，所述d轴改进电流控制器包括d轴电流环自抗扰控制器及与其并联的改进重复控制器；

步骤C、采用建立的自抗扰控制器对无刷双馈电机进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种无刷双馈电机转矩脉动抑制方法，其特征在于：

步骤A中，所述电流环模型为：

上式中，i_cd、i_cq分别为功率绕组定向同步坐标系下控制绕组的d、q轴电流，u_cd、u_cq分别为功率绕组定向同步坐标系下控制绕组的d、q轴电压，分别为控制绕组的d、q轴理想电压，t为时间，σ、K_d、K_q、L_M为中间参数，b₀、f_d、f_q分别为电流环控制增益、d轴总扰动、q轴总扰动，L_sc、L_sp、L_r分别为控制绕组、功率绕组、转子的自感，r_c为控制绕组电阻，M_cr、M_pr分别为控制绕组与转子之间的互感、功率绕组与转子之间的互感，ω_p、ω_c分别为电网电频率、控制绕组电频率，r_r为转子电阻，i_pd、i_pq分别为功率绕组定向同步坐标系下功率绕组的d、q轴电流，ψ_p为功率绕组定向同步坐标系下的功率绕组磁链；

所述转速环模型为：

上式中，ω_r为转子角速度，J为转动惯量，p_p、p_c分别为功率绕组、控制绕组的极对数，T_L为转矩，B为摩擦系数，b_speed、f_w分别为转速环的控制增益和总扰动，为控制绕组的d轴理想输出电压。

3.根据权利要求1或2所述的一种无刷双馈电机转矩脉动抑制方法，其特征在于：

步骤B中，所述d轴改进电流控制器的建立方法包括：基于不控整流谐波频率设计改进重复控制器，并将改进重复控制器在选定频率处谐振，前馈补偿谐波；基于电流环模型，将电流状态变量以外的项均视为干扰，利用扩张状态观测器进行观测并前馈；利用前馈值与指令值设计控制律。

4.根据权利要求3所述的一种无刷双馈电机转矩脉动抑制方法，其特征在于：

所述d轴改进电流控制器的控制律为：

上式中，u为改进电流控制器的输出，b₀为电流环控制增益，K_p为控制律比例参数，为控制绕组的d轴理想电流，z_{1_d}、z_{2_d}分别为控制绕组的d轴观测电流、d轴干扰估计值，G_falrc(z)为改进重复控制器。

5.根据权利要求4所述的一种无刷双馈电机转矩脉动抑制方法，其特征在于：

所述改进重复控制器的表达式如下：

上式中，fal(ε，α，δ)为fal函数，ε为输入，α为0-1之间的常数，δ为决定函数线性段区间长度的常数，z^-N为延迟参数，N为1时表示单位延迟算子，Q(z)为稳定系数，K_rc为用于调整输出大小的开环增益，z^K为相位调节参数，K为用于调整输出相位的延迟补偿系数，f_s为PWM的开关频率，f_dbase为6次谐波干扰的频率。