[发明专利]一种永磁同步直线电机速度和电流双闭环控制系统和控制方法

摘要

本发明公开了一种永磁同步直线电机速度和电流双闭环控制系统和控制方法，该方法包括设计永磁同步直线电机矢量控制系统；设计模糊自适应滑模速度控制器；设计非线性扰动观测器；设计d轴模糊PID控制器；设计q轴模糊PID控制器；根据所设计的非线性扰动观测器和模糊自适应滑模速度控制器获得期望的q轴电流参考值，作为q轴模糊PID控制器的输入；给定d轴参考电流值为0，减去park变换得到的id作为d轴模糊PID控制器的输入；经过d轴模糊PID控制器和q轴模糊PID控制器处理后，获得矢量控制系统的ud，uq，通过矢量控制的反park变换和SVPWM调制及逆变器最终输出永磁同步直线电机当前运行的驱动电压。本发明增强了系统的鲁棒性。

主权项

1.一种永磁同步直线电机速度和电流双闭环控制系统，其特征在于：包括模糊自适应滑模速度控制器、非线性扰动观测器、d轴模糊PID控制器、q轴模糊PID控制器、反park变换模块、SVPWM矢量脉宽调制模块、三相逆变器，永磁同步直线电机、clark变换模块、park变换模块、电流传感器以及位置和速度传感器；其中，模糊自适应滑模速度控制器的输入包括永磁同步直线电机的期望速度v_ref与位置和速度传感器输出的实际速度v的差值、非线性扰动观测器的输出f_v及park变换的输出i_q，非线性扰动观测器的输入为park变换得到的i_q和经过转速与位置计算得到的v，非线性扰动观测器的输出为f_v，模糊自适应滑模速度控制器的输出及其变化率与q轴模糊PID控制器的输入相连接，d轴电流期望值i_d^*和park变换模块输出的d轴电流i_d的差及其变化率与d轴模糊PID控制器的输入相连接，d轴模糊PID控制器和q轴模糊PID控制器的输出分别为u_d和u_q，然后经过反park变换模块得到u_α和u_β，再经过SVPWM矢量脉宽调制模块和三相逆变器将实际输出的电压经电流传感器传输给永磁同步直线电机，电流传感器输出的ab相电流经过clark变换模块和park变换模块后获得实际的dq轴电流i_d和i_q；位置和速度传感器用于采集永磁同步直线电机当前的速度和电角度，并将永磁同步直线电机当前电角度分别传输至park变换模块和反park变换模块，分别实现永磁同步直线电机矢量控制系统两相静止坐标系转换到两相旋转坐标系和两相旋转坐标系转变到两相静止坐标系。