[发明专利]三相不对称故障下的PMSM转速转矩脉动抑制方法

摘要

本发明公开一种三相不对称故障下的永磁同步电机转速、转矩脉动抑制方法，根据故障状态下，转速、转矩周期性脉动振荡的特点，本发明所述方法设计一种基于转子位置的迭代学习控制器，构造一种带遗忘因子的闭环迭代学习律，并对迭代学习控制器进行收敛性分析。通过对交轴参考电流i_qref进行周期性补偿，实现转速、转矩紧紧跟随给定值。本发明所述方法不仅适用于故障状态下电机恒速运转，对于变速运行时转速、转矩的周期性振荡也有良好的抑制效果。

主权项

1.一种三相不对称故障下的PMSM转速转矩脉动抑制方法，其特征在于：包括以下方法：S01)考虑到转速、转矩脉动振荡是θ_m的周期性函数，本发明所述方法设计一种基于转子位置的迭代学习控制器；基于转子位置的ILC转速、转矩脉动抑制矢量控制总体框图如图1所示，与正常的矢量控制不同，速度环处并联一个与转子位置θ_m有关的迭代学习控制器，对参考q轴参考电流i_qref进行周期性补偿；S02)本发明所述方法构造了一种带遗忘因子的PI型闭环迭代学习律，表示为：  （1）式（1）中，α是遗忘因子，α∈[0,1]；Δi_q,k+1(θ_m)和Δi_q,k(θ_m)分别表示第k+1次和k次迭代时q轴参考补偿电流，e_k+1(θ_m)是第k+1次迭代时电机转速偏差，θ_m为电机转过的机械角度，θ_m∈[0,2π]，下标k是迭代次数，k=1,2,3…；K₀和K₁分别为e_k+1(θ_m)的比列项和积分项的学习增益；S03)确定收敛条件当电机摩擦系数为0时，根据运动方程可以构造以下函数：  （2）其中，ω_r,k(θ_m)是电机转速；J是电机转动惯量；T_L是负载转矩；y_k(θ_m)系统输出；b=3p_nΨ_f/2；p_n为电机极对数；Ψ_f为永磁体磁链；由式（2）得：  （3）跟踪误差为：  （4）式（4）中，ω_r*(θ_m)和ω_r,k(θ_m)分别是rad/s单位下的期望转速和第k+1次迭代时电机转速反馈值；由式（2）、式（3）和式（4）得：  （5）由式（5）可得：  （6）根据无穷范数的定义和绝对值不等式定理可得：  （7）对式（7）进行整理可得：  （8）ILC收敛，式（8）必须满足以下两个约束条件：a）和收敛；b）令，则|λ|<1;显然，和收敛于常数C₁和C₂，其中，C₁∈[0,2π]且C₂∈[0,2π]，所以满足约束条件a；综上可知，基于转子位置的迭代学习控制器收敛只需要满足条件b，该约束条件可以化简为：  （9）遗忘因子α的取值范围一般在0.05~0.1之间，用来保证系统控制器的鲁棒性；合理的K₀和K₁既要保证学习收敛，也要保证收敛速度。