[发明专利]两永磁电机二自由度交叉耦合控制方法

摘要

本发明涉及两电机交叉耦合控制方法，为能够在不影响两电机传统交叉耦合控制效果的基础上，实现跟踪误差和同步误差的二自由度独立控制，同时控制器参数易于整定，在工程中方便实现。本发明给出两永磁电机二自由度交叉耦合控制方法，步骤如下：(1)两永磁电机系统电气量采集与计算；(2)前馈补偿与二自由度控制：采用两个比例积分PI控制器，分别控制同步误差和跟踪误差，其传递函数分别为H(s)和F(s)，控制系统包括反馈信号、前馈补偿、交叉耦合控制。本发明主要应用于两电机交叉耦合控制场合。

主权项

1.一种两永磁电机二自由度交叉耦合控制方法，其特征是，步骤如下：(1)两永磁电机系统电气量采集与计算，包括：a、采集两台电机的实际转速，将每台电机实际转速和参考转速相减得到跟踪误差；b、将两台电机转速相减，得到同步误差；c、采集两台电机的三相定子电流，并将所述的三相定子电流、电压变换为在两相静止α‑β坐标系上的定子电流分量；d、采集两台电机的转子磁场角度，将两台电机在两相静止α‑β坐标系上的定子电流分量变换为两相旋转d‑q坐标系上的定子电流分量；e、采集直流侧电压；(2)前馈补偿与二自由度控制采用两个比例积分PI控制器，分别控制同步误差和跟踪误差，其传递函数分别为H(s)和F(s)，控制系统包括反馈信号、前馈补偿、交叉耦合控制，具体控制器结构如下：a、反馈信号：对于电机1，输入为参考转速ωref，电机1实际转速ω1反馈至输入端，并与参考转速相减得到电机1跟踪误差，同时把电机2实际转速ω2也反馈至输入端，与电机1跟踪误差相减。对于电机2，输入为参考转速ωref，电机2实际转速ω2反馈至输入端，并与参考转速相减得到电机2跟踪误差，同时把电机1实际转速ω1也反馈至输入端，与电机2跟踪误差相减；b、前馈补偿，对于电机1，前馈补偿器的输入为电机1实际转速ω1，补偿器的传递函数为同步误差控制器除以跟踪误差控制器，即为H(s)/F(s)，前馈补偿器的输出与电机1跟踪误差相加；对于电机2，前馈补偿器的输入为电机2实际转速ω2，补偿器的传递函数为同步误差控制器除以跟踪误差控制器，即为H(s)/F(s)，前馈补偿器的输出与电机2跟踪误差相加；c、将上述运算产生的信号分别作为电机1、2的跟踪误差控制器F(s)的输入，其输出即为电机1、2的参考电磁转矩Te1_ref、Te2_ref；d、交叉耦合控制。两台电机实际转速相减，得到同步误差Δωs，将其作为同步误差控制器H(s)的输入，同步误差控制器H(s)的输出分别与电机1参考电磁转矩相减，与电机2参考电磁转矩相加，然后再分别与电机1、2的负载转矩相减，再经过内环电流控制器，得到电机1、2两相旋转d‑q坐标系上的参考定子电压；e、采用空间矢量脉宽调制的方法，产生每套逆变器开关管的控制信号，分别控制两台电机转速。