[发明专利]一种用于磁通切换直线电机的定位力抑制方法

摘要

本发明公开了一种采用新型重复控制器和位置递推控制算法以实现抑制定位力和速度脉动的目的，同时实现无位置传感技术；首先将时变的t域的信号，变换为具有固定周期的x域信号，再对其进行重复控制器的设计，从而达到抑制定位力和速度脉动的目的，同时为了准确获得LFSPM的位置和速度信息，本专利同时提出了位置递推控制算法来取代位置传感器技术，可以准确、有效的实时检测磁通切换直线电机动子位置信息。

主权项

一种用于磁通切换直线电机的定位力抑制方法，其特征在于：采用新型重复控制器和位置递推控制算法以实现抑制定位力和速度脉动的目的，同时实现无位置传感技术；具体包括如下步骤：(1)速度给定信号经过新型重复控制器后输出速度参考值vref，新型重复控制器的设计如下：首先对进行拉普拉斯变换得到v(s)，将v(s)与y(s)做差得到e(s)，对e(s)进行拉普拉斯逆变换得到e(t)；然后设定有线性算子T与逆算子T‑1，计算再通过kRP调节闭环系统的收敛速度得到x为动子齿轴线所在的位置；D(x)为时滞环节，Q(x)为低通滤波器；接着对u(t)进行拉普拉斯变换得到u(s)，经过串联补偿器C(s)控制P(s)得到y(s)，P(s)为控制对象；最后对y(s)进行拉普拉斯逆变换得到vref；(2)vref与LFSPM电机实际运行速度v的差值作为PI控制器的输入，得到q轴参考电流iqref，iqref与q轴实际电流iq的差值作为PI控制器的输入，得到q轴参考电压uqref；d轴参考电流idref＝0与d轴实际电流id的差值作为PI控制器的输入，得到d轴参考电压udref；对uqref和udref进行dq/αβ变换得到uα和uβ，以uα和uβ作为参考值，对LFSPM电机进行SVPWM控制，检测得到逆变器的输出电流ia、ib和ic；(3)对ia、ib和ic进行αβ/abc变换得到iα和iβ，对iα和iβ进行dq/αβ变换得到iq和id；以ia、ib和ic驱动LFSPM电机；(4)通过无位置传感器对LFSPM电机的位置信息进行检测，具体为：设定θm为LFSPM电机的位置角，τ为相邻两个定子之间的极距，则LFSPM电机的电压方程在两相旋转坐标系dq轴坐标下表示为：uduq=R+pL00R+pLidiq=pΦcosΔθmsinΔθm]]>Δθm＝θm(n)‑θm(n‑1)其中：R为电枢绕组电阻，L为电枢绕组电感，Φ为永磁体的永磁磁链，p是微分因子；据此得到：cosΔθm(n)=cosΔθm(n-1)+TsΦ{ud(n-1)-Rid(n-1)-Lid(n)-id(n-1)Ts}]]>sinΔθm(n)=sinΔθm(n-1)+TsΦ{uq(n-1)-Riq(n-1)-Liq(n)-iq(n-1)Ts}]]>其中：n为采样点，Ts为采样时间；因此得到：Δθm(n)＝tan‑1(sinΔθm(n)/cosΔθm(n))据此得到为LFSPM电机的位置角θm(n)为：θm(n)＝θm(n‑1)+Δθm(n)(5)对θm(n)作时间微分得到v；计算实际位置信号将给定位置信号xref与x相减后作为PI控制器的输入，得到