一种同步电机速度环参数自调整装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种同步电机速度环参数自调整装置，包括速度PI调节器和参数自调整装置；所述的参数自调整装置接收速度反馈信号Vfb，并输出比例系数KP和积分系数KI；所述的速度PI调节器接收速度给定量Vcmd与Vfb的差值，以及参数自调整装置输出KP和KI，并输出OUT量；所述的参数自调整装置内设有比较模块和n个具有滞环回路的子模块，每个子模块设有不同的速度范围区间以及输出的速度环参数KP、KI，比较模块用于将反馈信号Vfb与各子模块速度区间比较，并置入匹配的子模块，并输出相应子模块的速度环参数KP和KI。本发明专利技术的有益效果是使速度环参数更加不匹配速度下的要求，从而减小速度的超调量，使得调节速度时间更短，电机相应速度更快。

A parameter self adjusting device for speed loop of synchronous motor

The present invention relates to a self adjusting device of a synchronous motor speed loop parameters, including the PI speed controller and parameter self adjusting device; parameter self adjustment device receives the speed feedback signal of the Vfb, and the output proportion coefficient and integral coefficient KP KI; the PI speed controller receives the speed difference for quantitative Vcmd and Vfb, and parameter self adjustment device output KP and KI, and the output of OUT; the parameter self adjusting device is provided with a comparison module and N with hysteresis loop modules, each module has a different speed range and the output parameters of the speed loop KP, KI, comparison module is used for the feedback signal Vfb and each sub module speed interval comparison module and put into the match, and the corresponding output module parameters of the speed loop KP and KI. The beneficial effect of the invention is that the speed loop parameters do not match the requirements of speed, so that the overshoot of speed is reduced, and the speed of regulating is shorter, and the speed of motor is faster.

【技术实现步骤摘要】
一种同步电机速度环参数自调整装置
本专利技术涉及的一种同步电机速度环参数自调整装置。
技术介绍
开关磁阻电机在很多应用场合主要以速度控制为主，主要是对转速的调节，现在的应用场合下，基本采用一组KP，KI参数用做速度环的调节参数，但是由于开关磁阻电机非线性特性明显，一组速度环的KP，KI参数很难满足整个速度变化范围的要求，而且大多数应用场合速度调节的范围不同，不同速度下所要求的KP，KI参数也不同，因此一组KP,KI速度环参数很难满足调速性能的要求，会造成速度超调过大、调节时间过长或速度出现震荡等一系列问题，严重影响了开关磁阻电机的应用和适应性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，通过一种同步电机速度环参数自调整装置，使速度环参数更加匹配不同速度下的要求，从而减小速度的超调量，使速度调节时间更短，使电机的速度响应更快。为达到上述目的，本专利技术提供一种同步电机速度环参数自调整装置，包括速度PI调节器和参数自调整装置；所述的参数自调整装置接收速度反馈信号Vfb，并输出比例系数KP和积分系数KI；所述的速度PI调节器接收速度给定量Vcmd与Vfb的差值，以及参数自调整装置输出的比例系数KP和积分系数KI，并输出OUT量；所述的参数自调整装置内设有比较模块和n个具有滞环回路的子模块，每个子模块设有不同的速度范围区间以及输出的速度环参数KP、KI，比较模块用于将反馈信号Vfb与各子模块速度区间比较，并置入匹配的子模块，并输出相应子模块的速度环参数KP和KI；其中，n为大于等于2的自然数。通过设置多个滞环回路的子模块可以防止切换抖动。较佳地，所述的每个子模块的速度范围有速度阈值V2n-1，V2n限定，且V2n-1＜V2n，所述的反馈信号Vfb与子模块各速度阈值限定的速度范围相比较，并置入匹配的子模块。较佳地，相邻的两个子模块具有如下关系：前置子模块的速度阈值上限小于等于后置子模块的速度阈值下限。所述的前置和后置在本文中不限定为位置的设定，而是根据速度范围进行排序。例如A1模块中具有速度阈值V1，V2，限定(V1，V2)的速度范围，认为A2模块汇总具有速度阈值V3，V4，限定(V3，V4)的速度范围，若V1，V2速度小于V3，V4，则A1模块是A2模块的前置模块，A2模块为A1模块的后置模块，若后续模块中不存在介于(V1，V2)和(V3，V4)之间的速度范围，则认为，A1模块是A2模块相邻的前置模块，同理，A2模块是A1模块相邻的后置模块。优选的，所述的前置子模块的速度阈值上限值等于后置子模块的速度阈值下限值。通过此方法能够得到平滑地切换。较佳地，所述的参数自调整装置内设有A1、A2……An个带有滞环电路的子模块；Am模块具有速度阈值V2m-1、V2m即对应的输出速度环参数KP_2m-2，KI_2m-2以及KP_2m-1，KI_2m-1，其中V2m-1＜V2m且V2m-2≤V2m-1；其中1≤m≤n，m为自然数。其可理解为：A1模块具有速度阈值V1、V2即对应的输出速度环参数KP_1，KI_1以及KP_2，KI_2，其中V1＜V2；A2模块具有速度阈值V3、V4即对应的输出速度环参数KP_2，KI_2以及KP_3，KI_3，其中V3＜V4且V2≤V3；……An模块具有速度阈值V2n-1、V2n即对应的输出速度环参数KP_2n-2，KI-_2n-2以及KP_2n-1，KI_2n-1，其中V2n-1＜V2n且V2n-2≤V2n。较佳地，当Vfb≥V2n-1,Vfb<V2n时，且输出的速度环参数为KP_2n-2,KI_2n-2，若Vfb继续增大，在Vfb≥V2n之前，An模块一直保持输出的速度环参数为KP_2n-2,KI_2n-2，当Vfb≥V2n时，An模块输出的速度环参数切换为KP_2n-1,KI_2n-1，并一直保持以此参数作为输出量。若在Vfb≥V2n后，其值开始减小，但是仍然处于Vfb≥V2n-1时，An依旧保持输出的速度环参数为KP_2n-1,KI_2n-1，直到当Vfb<V2n-1时，An输出的速度环参切换为KP_2n-2,KI_2n-2。较佳地，所述的参数自调整装置包括开关S，当其中一个模块最终输出所需的参数时，其会拨到此参数输出口，选择此参数，并输出到速度环PI调节器。开关S主要功能为：判断哪组参数需要最终输出，并将开关拨到此参数输出口，并最终输出参数。较佳地，n≤500。较佳地，2≤n≤5。本专利技术的另一方面，提供一种同步电机速度环参数自调整系统，包括提供速度给定量Vcmd的用户速度给定模块、电机、速度传感器和采用如权利要求1至8任一所述的同步电机速度环参数自调整装置，同步电机速度环参数自调整装置的输出OUT量输出至电机，速度传感器采集电机的速度反馈信号Vfb。较佳地，还包括电流PI调节器、逆变单元和电流检测模块，所述的同步电机速度环参数自调整装置的输出OUT量输出至电流PI调节器，电流PI调节器将输出的电流信号Icmd输出至逆变单元，并输出电流至电机，所述的电流检测模块检测逆变单元输出的电流反馈并传送到电流PI调节器进行运算。参数自调整装置可以采用硬件模拟电路实现，也可以采用微处理器实现(MCU、CPU等)，如DSP、单片机、FPGA、CPLD等。同步电机，可以是N相开关磁阻电机，其中N＝2、3、4、……，且其极对数分别对对应相数下，所有可能的极对数组合。本专利技术的有益效果是本专利技术可以通过反馈速度的判断对速度环参数进行自调整，使速度环参数更加匹配不同速度下的要求，从而减小速度的超调量，使速度调节时间更短，使电机的速度响应更快，获得更好的调速性能。应理解，在本专利技术范围内中，本专利技术的上述各技术特征和在下文(如实施方式)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术根据第一实施例的速度环控制框图；图3是本专利技术根据第一实施例的参数自调整装置框图；图4是本专利技术根据第一实施例的参数自调整装置内部框图；图5是本专利技术根据第二实施例的速度环控制框图；图6是本专利技术根据第二实施例的参数自调整装置框图；图7是本专利技术根据第二实施例的参数自调整装置内部框图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本专利技术的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本专利技术范围的限制，而只是为了说明本专利技术技术方案的实质精神。现有技术中的开关磁阻电机在很多应用场合主要以速度控制为主，主要是对转速的调节，基本采用一组KP，KI参数用做速度环的调节参数，一组速度环的KP，KI参数很难满足整个速度变化范围的要求和调速性能的要求，会造成速度超调过大、调节时间过长或速度出现震荡等一系列问题，严重影响了开关磁阻电机的应用和适应性。本专利技术通过在参数自调整装置中设置多个滞环回路使得防止转换过程中发生抖动。如图1所示，专利技术公开一种同步电机速度环参数自调整系统，包括提供速度给定量Vcmd的用户速度给定模块、电机、速度传感器和同步电机速度环参数自调整装置、电流PI调节器、逆变单元和电流检测模块，同步电机速度环参数自调整装置的输出OUT量输出至电流PI调节器，电流PI调节器将输出的电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步电机速度环参数自调整装置，其特征在于，包括速度PI调节器和参数自调整装置；所述的参数自调整装置接收速度反馈信号Vfb，并输出比例系数KP和积分系数KI；所述的速度PI调节器接收速度给定量Vcmd与Vfb的差值，以及参数自调整装置输出的比例系数KP和积分系数KI，并输出OUT量；所述的参数自调整装置内设有比较模块和n个具有滞环回路的子模块，每个子模块设有不同的速度范围区间以及输出的速度环参数KP、KI，比较模块用于将反馈信号Vfb与各子模块速度区间比较，并置入匹配的子模块，并输出相应子模块的速度环参数KP和KI；其中，n为大于等于2的自然数。

【技术特征摘要】
1.一种同步电机速度环参数自调整装置，其特征在于，包括速度PI调节器和参数自调整装置；所述的参数自调整装置接收速度反馈信号Vfb，并输出比例系数KP和积分系数KI；所述的速度PI调节器接收速度给定量Vcmd与Vfb的差值，以及参数自调整装置输出的比例系数KP和积分系数KI，并输出OUT量；所述的参数自调整装置内设有比较模块和n个具有滞环回路的子模块，每个子模块设有不同的速度范围区间以及输出的速度环参数KP、KI，比较模块用于将反馈信号Vfb与各子模块速度区间比较，并置入匹配的子模块，并输出相应子模块的速度环参数KP和KI；其中，n为大于等于2的自然数。2.根据权利要求1所述的同步电机速度环参数自调整装置，其特征在于，所述的每个子模块的速度范围有速度阈值V2n-1，V2n限定，且V2n-1＜V2n，所述的反馈信号Vfb与子模块各速度阈值限定的速度范围相比较，并置入匹配的子模块。3.根据权利要求2所述的同步电机速度环参数自调整装置，其特征在于，相邻的两个子模块具有如下关系：前置子模块的速度阈值上限小于等于后置子模块的速度阈值下限。4.根据权利要求1所述的同步电机速度环参数自调整装置，其特征在于，所述的参数自调整装置内设有A1、A2……An个带有滞环电路的子模块；Am模块具有速度阈值V2m-1、V2m即对...

【专利技术属性】
技术研发人员：张驰，蒋哲，乔海，虞冠杰，杨桂林，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33