[发明专利]基于模糊自抗扰控制器的五相容错永磁电机速度控制方法

摘要

本发明公开了一种基于模糊自抗扰控制器的五相容错永磁电机速度控制方法，设计了一种模糊自抗扰控制器，将由跟踪微分器产生的转速微分值和线性扩张状态观测器观测出的系统扰动值作为模糊逻辑推理机的输入，将模糊逻辑推理机的输出带宽值ωc作为比例控制器的带宽输入。模糊控制器可以根据系统的工况实时的改变控制器的参数，降低了控制器的设计难度，使得控制器参数能根据系统运行工况进行实时调节。模糊自抗扰控制器中的跟踪微分器确保了电机在整个动态过程中无超调快速响应。相对于传统线性自抗扰控制器，本发明设计的模糊自抗扰控制器具有很强的抗扰动能力和对于复杂工况的适应能力，尤其具有优良的动态性能。

主权项

1.一种基于模糊自抗扰控制器的容错永磁电机速度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，通过光电编码盘获取五相容错永磁电机转子的位置角θ，并通过微分计算得到电机转子的速度ω；S2，检测五相容错永磁电机的五相电流ia、ib、ic、id、ie，利用转子位置信息θ并经过5s/2rClark‑Park变换得到直轴电流id和交轴电流iq；S3，根据速度设定值ω^*和速度反馈值ω由模糊自抗扰控制器得到交轴电流的给定值所述模糊自抗扰控制器的设计步骤如下：S3.1，给定电机转速值ω*，采用跟踪微分器1，获得电机转速实时给定值v1；S3.2，利用线性扩张状态观测器2观测出负载转矩扰动值d，采用跟踪微分器2从实际的转速信号ω中获得无噪声污染的转速微分信号ec；S3.3，将观测出的负载转矩扰动值d和转速微分信号ec送入模糊逻辑推理机中，求得精确的模糊自抗扰控制器参数值：控制器带宽值ω_c、线性扩张状态观测器1的两个增益值β₁₁和β₁₂；它们之间的关系满足：β₁₁＝2*ω₀、ω₀＝(4～5)ω_c；S3.4，将转速信号ω、q轴电流给定值乘以自抗扰参数b所得到的值以及步骤S3.3中所得到的两个增益值β₁₁和β₁₂送入线性扩张状态观测器1，获得观测值z₁和系统的扰动值z₂；S3.5，将由步骤S3.1中得到的电机转速实时给定值v1与步骤S3.4中得到的电机转速观测值z1作差送入比例控制器中，根据步骤S3.3中所得到的控制器带宽值ωc调节得到控制量u0，比例控制器的比例参数为kp＝ωc；S3.6，将由步骤S3.5中得到的控制量u₀减去步骤S3.4中得到的系统扰动值z₂与b的商，获得真实的控制量将其送入电机同步旋转坐标系的电流环控制系统中，驱动容错永磁电机运行；S4，直轴电流给定为0、交轴电流给定为模糊自抗扰控制器的输出值分别和电流的反馈值i_d和i_q作差，差值分别经过PI控制器得到直轴电压U_d和交轴电压U_q；S5，利用转子位置信息，对直轴电压Ud和交轴电压Uq进行2r/2s反Park变换，得到α‑β轴电压Uα和Uβ；S6，Uα和Uβ作为SVPWM模块的输入，产生10路PWM脉冲，控制五相逆变器产生五相脉冲宽度变化的电压，驱动五相容错永磁电机旋转。