一种永磁同步发电机直接转矩控制方法技术

一种永磁同步发电机直接转矩控制方法，所述方法的步骤包括：建立永磁同步发电机在坐标系下的非线性数学模型；设计转速控制环的PI型控制器，将转速指令值与实测转速值通过PI型控制器运算，得出内环电磁转矩的指令值；建立永磁同步发电机定子磁链和电磁转矩幅值为状态变量的状态方程；求出永磁同步发电机原系统的永磁同步发电机逆系统表达式；构建一个新的伪线性系统；求出伪线性系统等效的线性化子系统；采用变指数趋近律的方法设计等效的线性化子系统的滑模变结构控制律；将此控制律代入逆系统的表达式中，反解出原系统的控制量。本发明专利技术实现了永磁同步发电机直接转矩控制中电磁转矩和定子磁链幅值的线性化解耦控制，整个控制系统的鲁棒性强。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步发电机直接转矩控制方法
本专利技术涉及一种永磁同步发电机直接转矩控制方法，属永磁同步电机

技术介绍
直接转矩控制方法是继矢量控制方法后出现的一种新的交流电机控制方法，它将电磁转矩和定子磁链作为控制对象，省略了矢量控制方法中复杂的旋转坐标变换，使得其较矢量控制更为简便。传统的永磁同步发电机(permanentmagnetsynchronousgenerator，PMSG)直接转矩控制，将逆变器和永磁同步电机看作一个整体，采用双滞环控制方式比较电磁转矩和定子磁链幅值同参考值之间的误差，并根据比较结果利用最优电压矢量实现电磁转矩和定子磁链幅值的同时控制。但由于永磁同步发电机的数学模型是一个多变量、非线性、强耦合的系统，电磁转矩和定子磁链幅值之间相互耦合，传统的直接转矩控制方法会导致电磁转矩、定子磁链幅值脉动较大，电机稳定运行性能差。逆系统方法是近二十年发展起来的一种非线性系统反馈线性化方法，其基本思想是，对于给定的控制系统，依据对象的模型求解出可用反馈方法实现的原系统的逆系统，并将原系统补偿成具有线性关系且解耦的规范化系统，即伪线性系统，使之成为了可用线性系统的各种控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步发电机直接转矩控制方法，其特征在于，所述方法的步骤为：(1)建立永磁同步发电机在αβ坐标系下的非线性数学模型；(2)设计转速控制环的PI型控制器，将转速指令值与实测转速值通过PI型控制器运算，得出内环电磁转矩的指令值；(3)建立永磁同步发电机定子磁链和电磁转矩幅值为状态变量的状态方程；(4)求出永磁同步发电机原系统的逆系统表达式；(5)构建一个新的伪线性系统；(6)求出伪线性系统等效的线性化子系统；(7)采用变指数趋近律的方法设计等效的线性化子系统的滑模变结构控制律；(8)将此控制律代入逆系统的表达式中，反解出原系统的控制量。

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步发电机直接转矩控制方法，包括永磁同步发电机在αβ坐标系下的非线性数学模型，其特征在于，所述方法的步骤如下：(1)建立永磁同步发电机在αβ坐标系下的非线性数学模型；(2)设计转速控制环的PI型控制器，将转速指令值与实测转速值通过PI型控制器运算，得出内环电磁转矩的指令值；(3)建立永磁同步发电机定子磁链和电磁转矩幅值为状态变量的状态方程；(4)求出永磁同步发电机原系统的逆系统表达式；(5)构建一个新的伪线性系统；(6)求出伪线性系统等效的线性化子系统；(7)采用变指数趋近律的方法设计等效的线性化子系统的滑模变结构控制律；(8)将此控制律代入逆系统的表达式中，反解出原系统的控制量；所述方法选取系统的状态变量为[x1,x2]＝[Te,ψs]，控制量为[u1,u2]＝[usα,usβ]，输出量为[y1,y2]＝[x1,x2]＝[Te,ψs]，所述状态方程为：式中，f2(x)＝-2Rs(ψsαisα+ψsβisβ)；g21＝2ψsα，g22＝2ψsβ；令计算可得|G|≠0其中，Rs、Ls分别为PMSG的定子电阻和电感；usα、usβ、isα、isβ分别为定子电压和电流的α、β轴分量；ψsα、ψsβ分别为定子磁链的α、β轴分量；Te为永磁同步发电机的电磁转矩；ψs为永磁同步发电机的定子磁链；ωe...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向向，郑宜超，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网江西省电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11