[发明专利]MEES中永磁同步电机反推自适应直接转矩控制方法

摘要

本发明涉及一种MEES中永磁同步电机反推自适应直接转矩控制方法，首先建立由蜗簧箱、永磁同步电动机和变频器依次连接而成机械弹性储能装置全系统数学模型；其次采用遗忘因子递推最小二乘算法辨识储能箱转矩和转动惯量，实时更新控制对象参数：再次结合辨识结果设计转角，转速，转矩和磁链反推控制器并最终得到定子电压在两相静止坐标系下的分量，同时设计转动惯量和转矩自适应控制器消除辨识误差对控制性能的影响，最后应用电压空间矢量调制方法产生频率恒定的开关信号，控制变频器运行，实现对永磁同步电机的有效控制，保证储能过程的平稳。

主权项

1.一种MEES中永磁同步电机反推自适应直接转矩控制方法，其特征在于：首先建立由蜗簧箱、永磁同步电动机和变频器依次连接而成的机械弹性储能装置全系统数学模型；其次采用遗忘因子递推最小二乘算法辨识储能箱转矩和转动惯量，实时更新控制对象参数：再次结合辨识结果设计转角，转速，转矩和磁链反推控制器并最终得到定子电压在两相静止坐标系下的分量，同时设计转动惯量和转矩自适应控制器消除辨识误差对控制性能的影响，最后应用电压空间矢量调制方法产生频率恒定的开关信号，控制变频器运行，实现对永磁同步电机的控制，所述的机械弹性储能装置全系统数学模型为：T＝T0+cδ＝T0+cωt根据蜗簧储能箱特性建立遗忘因子递推最小二乘辨识方法所述反推自适应直接转矩控制器:其中：其中：其中：T为蜗簧箱机械转矩，J为蜗簧箱转动惯量，T₀为蜗簧储能时的初始转矩，δ蜗簧芯轴转过的角度，c为蜗簧转矩系数，E、l、b和h分别为储能蜗簧的材料弹性模量、长度、宽度和厚度，t为时间，J_e为蜗簧完全释放时的转动惯量，n为蜗簧总的储能圈数，u_α、u_β为定子α、β轴电压，i_α、i_β为定子电流α、β轴分量，L为定子电感，ψ_α、ψ_β为定子磁链α、β轴分量，ψ为定子磁链，R为定子相电阻，n_p为转子极对数，ω为转子机械角速度，T_e为电磁转矩，B_m为粘滞阻尼系数，E_α、E_β为电机的反电动势α、β轴分量，是θ的估计值，θ储能箱工作圈数，K和P分别为增益矩阵和协方差矩阵，λ是遗忘因子，和蜗簧箱转动惯量和转矩的辨识值，T_s为采样周期，k为采样点，和表示和的辨识误差，I为单位矩阵，θ_ref、ω_ref、T_ref和ψ_ref分别为θ、ω、T和ψ的参考值，e_θ、e_ω、e_T和e_ψ为误差变量，分别为θ_ref的一、二、三阶导数，为的导数，k_θ、k_ω、k_T、k_ψ为正的控制增益，ψ_f为转子永磁磁链，为u_α、u_β的参考值，是β₁，β₂，β₃的估计值，其中将控制电压uα和uβ输入到永磁同步电动机数学模型，实现对机械弹性储能系统的控制。