[发明专利]基于模糊自适应云模型的双永磁同步电机矢量控制方法

摘要

本发明公开一种基于模糊自适应云模型的双永磁同步电机矢量控制方法，利用模糊算法结合云模型控制，并将其运用于永磁同步电机的矢量控制系统中，取代永磁同步电机矢量控制中的转速环PI控制器，再以此为基础，构建基于云模型控制器的双永磁同步电机交叉耦合结构，实现双电机的同步协调控制。通过云模型控制器的不确定性推理，分别得到输出控制量，再经过模糊推理对上述云模型控制器中的驱动系数进行在线整定，经过加权平均处理最终得到系统的实际输出控制量。此种控制方法可改善系统的动、静态性能，超调量小，增强双永磁同步电机同步运行的协调性能，且鲁棒性强。

主权项

1.一种基于模糊自适应云模型的双永磁同步电机矢量控制方法，其特征在于包括如下步骤：(1)采集两台永磁同步电机三相电流i_a、i_b、i_c，将其变换为d‑q坐标系下每台永磁同步电机的实际电流值i_d、i_q；(2)采集两台永磁同步电机的位置信号，并得到两台永磁同步电机各自的转速反馈信号；(3)根据两台永磁同步电机各自的转速偏差e以及偏差的变化率ec，采用模糊控制器，分别对其进行模糊化、模糊推理决策以及解模糊，对一维云模型控制器中的驱动系数K_P、K_I、K_D进行优化，最后得到适合两台永磁同步电机最优的驱动系数K_P、K_I、K_D；(4)对两台永磁同步电机，分别将各自的转速偏差e，偏差的积分值ei，偏差的变化率ec作为一维云模型映射器的3个输入量，经过云模型不确定性推理，分别得到输出控制量U_P、U_I、U_D，经过优化的驱动系数K_P、K_I、K_D的分别放大，最终经过加权平均处理或逆向云输出并求和作为q轴电流的输入给定i_sq^*；(5)通过经模糊自适应云模型控制器的参数整定后得到q轴电流的输入给定i_sq^*，求得与实际电流值i_q的差值，再通过电流环的PI调节器进行调节，得到旋转正交坐标系下给定的电机电压u_d^*、u_q^*，然后经反park变换得到静止两相正交坐标系下给定的电机电压u_α^*、u_β^*；(6)将得到的给定的电机电压u_α^*、u_β^*作为三相逆变器的直流母线输入电压，通过三相电压源型逆变器产生SVPWM波，输出相应的三相电流i_a、i_b、i_c来控制永磁同步电机跟随给定的信号；(7)通过交叉耦合同步控制结构来实现两台永磁同步电机之间的转速交叉耦合，每台永磁同步电机单元的反馈信号包含两部分，自身单元的转速反馈和电机单元之间的转速差值反馈，其中K₁、K₂分别为两台永磁同步电机单元的反馈调节系数，通过各自的基于模糊自适应云模型的转速环控制器进行实时参数自整定，最终实现两台电机的转速同步。