矿用牵引永磁同步电机驱动控制方法技术

本发明专利技术公开了一种矿用牵引永磁同步电机驱动控制方法，永磁同步电机速度采用滑模速度控制器进行控制，负载转矩观测器对负载转矩进行观测，负载转矩观测器的输出用于对滑模速度控制器的输出进行负载转矩补偿；负载转矩观测采用反馈增益依据负载转矩给定值的变化量和负载转矩观测值的变化量进行自动调整的算法，能在电机调速、系统参数发生变化或者是负载发生扰动，导致负载转矩给定值发生变化或/和负载转矩观测值发生变化时，快速降低负载转矩的观测误差并将负载转矩观测值前馈补偿至电流调节器中，有效地削弱了系统的抖振，且动态响应速度快，鲁棒性高，提高了永磁同步电机的控制精度。

【技术实现步骤摘要】
矿用牵引永磁同步电机驱动控制方法
本专利技术涉及永磁同步电机
，更具体地，尤其是涉及一种矿用牵引永磁同步电机驱动控制方法。
技术介绍
永磁同步电机具有效率高、扭矩大、转速性能好等优点，被广泛应用在制造、电动汽车、工业生产等领域中。矿用牵引电机应用场合工作环境复杂多变，负载转矩变化大，调速范围广，且要求能够大力矩启动，基于PI控制器的永磁同步电机矢量控制方法的鲁棒性不如滑模控制方法，但滑模控制方法在发生负载扰动或内部参数摄动时，会使电机速度产生明显的抖振。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对负载转矩变化大和调速范围广的情况，提供一种将观测的负载转矩前馈补偿至电流调节器中，提高负载转矩观测响应速度并减少转矩观测波动性的矿用牵引永磁同步电机驱动控制方法，包括：永磁同步电机速度由滑模速度控制器控制，负载转矩观测器对负载转矩进行观测，负载转矩观测器的输出用于对滑模速度控制器的输出进行负载转矩补偿；其特征在于，负载转矩观测器根据负载转矩给定值和负载转矩观测值的变化对反馈增益进行调整，依据转子角速度ω和电流iq对负载转矩进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿用牵引永磁同步电机驱动控制方法，永磁同步电机速度由滑模速度控制器控制，负载转矩观测器对负载转矩进行观测，负载转矩观测器的输出用于对滑模速度控制器的输出进行负载转矩补偿；其特征在于，负载转矩观测器根据负载转矩给定值和负载转矩观测值的变化对反馈增益进行调整，依据转子角速度ω和电流i

【技术特征摘要】
1.一种矿用牵引永磁同步电机驱动控制方法，永磁同步电机速度由滑模速度控制器控制，负载转矩观测器对负载转矩进行观测，负载转矩观测器的输出用于对滑模速度控制器的输出进行负载转矩补偿；其特征在于，负载转矩观测器根据负载转矩给定值和负载转矩观测值的变化对反馈增益进行调整，依据转子角速度ω和电流iq对负载转矩进行观测，得到负载转矩观测值；q轴转矩电流给定值为转矩电流给定分量与转矩电流补偿分量之和；
滑模速度控制器的状态变量为



其中，ω是转子角速度，ω*是给定转子角速度；滑模速度控制器的滑模面为s＝cx1+x2，c为滑模面参数，且c＞0；滑模速度控制器输出的负载转矩给定值和转矩电流给定分量i′q为



其中，J是转动惯量，p是电机极对数，ψf是永磁体磁链；系数k1、k2、k3、k4为速度滑模控制的指数趋近率系数，且k1＞0，k2＞0，1＜k3＜2，k4＞0；
负载转矩观测器为



其中，是转子角速度估计值，g是负载转矩观测器的反馈增益且g＜0；

kg是负载转矩观测器的滑模增益且kg≤-|e2/J|，为负载转矩观测误差，为负载转矩观测值，TL为负载转矩；
负载转矩观测器根据负载转矩给定值和负载转矩观测值的变化对反馈增益进行调整的方法是：
步骤1、计算计算
步骤2、判断ΔT是否大于ε2；当ΔT大于ε2时，取反馈增益g等于gmin并进入步骤5；当ΔT小于等于ε2时，进入步骤3；
步骤3、判断ΔT是否小于ε1；当ΔT小于ε1时，取反馈增益g等于gmax并进入步骤5；当ΔT大于等于ε1时，进入步骤4；
步骤4、反馈增益g按照



进行计算；
步骤5、负载转矩观测器对负载转矩进行TL观测，得到负载转矩观测值滑模速度控制器进行控制运算得到负载转矩给定值
其中，ε1为转矩变化低限比较阈值，ε2为转矩变化高限比较阈值，且0＜ε1＜ε2；gmax为反馈增益高值，gmin为反馈增益低值，且gmin＜gmax＜0。


2.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘颖慧，凌云，张晓虎，黄云章，周建华，汤彩珍，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43