[发明专利]基于PID自学习时滞补偿器的电流谐波补偿方法

摘要

本发明公开了一种基于PID自学习时滞补偿器的电流谐波补偿方法，其特征是，首先，通过注入谐波电流，产生与定位力矩幅值相等、大小相反的转矩分量实现对定位力矩引起的转矩波动的补偿；然后通过PID自学习时滞补偿器以使得谐波电流产生的力矩分量与定位力矩无时滞误差；最后，利用自学习链预测时滞的积累误差，提出时滞误差预测自补偿控制器。本发明所达到的有益效果：抑制由于电机定位力矩引起的转矩波动，补偿器解决了定位力所带来的转矩波动，有效地降低电动汽车驱动电机的速度脉动，从而抑制了振动、噪声等现象；能够使得谐波电流产生的转矩分量与定位力矩无时滞误差，达到改善系统响应输出特性的目的。

主权项

1.一种基于PID自学习时滞补偿器的电流谐波补偿方法，其特征是，包括如下步骤：1)控制d轴电流i_d＝0，将外环作为速度环，内环作为电流环，控制q轴电流i_q实现对电流转矩的线性化控制，并得到补偿电流i_qc，在驱动系统中加入谐波电流抑制环，通过注入谐波电流，产生与定位力矩幅值相等、大小相反的转矩分量实现对定位力矩引起的转矩波动的补偿，即为所述补偿电流i_qc，计算i_qc和i_q之间的时滞误差γ(t)，作为PID自学习时滞补偿器的输入；2)在所述驱动系统和谐波电流抑制环之间加入PID自学习时滞补偿器，其中，γ(t)为输入信号，为系统输出，d(t)为时滞误差输入，L_T为t域到s域的拉普拉斯变换，G(s)为控制对象，分别对应表示时滞补偿器前馈的比例系数、积分系数、微分系数，分别表示反馈时滞补偿器的比例系数、积分系数、微分系数；分别为系统输出的比例系数分量、积分系数分量、微分系数分量，L表示时变电感，R表示时变电阻；所述时滞补偿器的输出信号分解为3)建立数据关系：采用状态方程求解法进行求解，具体内容为：31)在三相电流中任取其中一相，建立电动机的数学模型；32)将步骤31)中的数学模型的方程离散化得到离散方程；33)根据步骤32)计算的结果，利用离散方程即可求出电机的时变参数；4)为使接近于表示实际输出，表示理想输出，定义函数确定使得ε(t)的取值最小，即可确定能够在[0 T]内完成，T为一个采样周期，依据经验值选择，完成动态过程，实现对滤波器的时滞补偿；5)利用自学习链预测时滞的积累误差，提出时滞误差预测自补偿控制器，建立目标函数对状态反馈系数进行追踪，并通过自学习链预测后将原预测时滞误差d_i自学习为M_di，具体内容为：利用自学习链预测时滞的积累误差，形成时滞误差预测自补偿控制器：对于第i时刻，在时滞为d_i时的系统输出为其中，表示经预测后作用于系统的最终控制器输出序列；采用自学习补偿后，第i时刻系统对应d_i＝M_di，其中M_di表示自学习链预测时滞，控制器输出为其中为具有自学习链预测时滞的预测控制器输出，为状态反馈系数，j＝1，2，…，n，T_c为时滞预测时间。