一种低载波比下新型的PMSM精确离散自抗扰控制方法技术

本发明专利技术公开了一种低载波比下新型的PMSM精确离散自抗扰控制方法，具体包括如下步骤：步骤1，建立复矢量永磁同步电机模型，精确离散化后得到电流和电压之间的准确数学关系；步骤2，根据精确的离散域复矢量PMSM模型设计出具有扰动补偿的离散线性自抗扰控制器，并且对该自抗扰控制器进行数字延迟补偿；步骤3，依据极点配置设计保证全速范围内稳定运行的离散域扩展状态观测器反馈增益矩阵。本发明专利技术解决了目前高速低载波比下传统自抗扰控制存在控制精度低甚至失控的问题。度低甚至失控的问题。度低甚至失控的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种低载波比下新型的PMSM精确离散自抗扰控制方法


[0001]本专利技术属于高性能永磁同步电机控制
，涉及一种低载波比下新型的PMSM精确离散自抗扰控制方法。

技术介绍

[0002]永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)因其高效率、高功率密度、易于弱磁扩速等特点，在轨道交通、工业控制和家用电器等诸多传动领域得到广泛应用。在大功率牵引传动系统中，为降低功率器件的开关损耗，逆变器的开关频率只有几百赫兹；在超高速和多极对数电机控制系统中，运行频率可达500Hz以上。以上情况下使得逆变器开关频率(f
PWM
)与电机运行频率(f
e
)的比值(载波比f
ratio
＝f
PWM
/f
e
)很低，有时甚至小于10，导致电流环受到限幅保护而发生失控，使永磁同步电机低载波比控制策略成为研究热点。在低载波比条件下，受电流环耦合效应影响，电机的动态性能受到限制。同时，电流环控制器的设计需要考虑延时和离散化方式对控制精度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低载波比下新型的PMSM精确离散自抗扰控制方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，建立复矢量永磁同步电机模型，精确离散化后得到电流和电压之间的准确数学关系；步骤2，根据精确的离散域复矢量PMSM模型设计出具有扰动补偿的离散线性自抗扰控制器，并且对该自抗扰控制器进行数字延迟补偿；步骤3，依据极点配置设计保证全速范围内稳定运行的离散域扩展状态观测器反馈增益矩阵。2.根据权利要求1所述的一种低载波比下新型的PMSM精确离散自抗扰控制方法，其特征在于：所述步骤1的具体过程为：步骤1.1，在旋转坐标系下建立连续域复矢量PMSM模型；所述复矢量PMSM模型具体如下：式(1)中，u
d
、u
q
、i
d
、i
q
分别是两相旋转d
‑
q坐标系下的d
‑
q轴电压、d
‑
q轴电流；R
s
、Ψ
f
、L
s
、ω
e
分别是定子电阻、永磁体磁链、电感和电角速度；p是微分算子；将公式(1)用复矢量形式x
dq
＝x
d
+jx
q
表示，如下公式(2)所示：式(2)中，u
dq
和i
dq
分别是d
‑
q坐标系下的定子电压和定子电流的复矢量形式，j是虚数单位；步骤1.2，将步骤1.1建立的复矢量PMSM模型精确离散化。3.根据权利要求2所述的一种低载波比下新型的PMSM精确离散自抗扰控制方法，其特征在于：所述步骤1.2的具体过程为：将连续域内PMSM的复矢量模型(2)写成微分方程的形式，如下公式(3)所示：在式(3)中，初始条件为时间t0时刻的电流i
dq
(t0)，得到时间t时刻的电流响应i
dq
(t)，扩展反电动势e
dq
和电压u
dq
是时变的，为简化公式(3)中的积分运算，需要对e
dq
和u
dq
做以下两个假设：A)假设在两次采样间隔kT到(k+1)T之间，电机的转速ω
e
保持不变，因而扩展反电动势在此期间也为恒定值：B)假设α
‑
β轴系下连续域内的电压值u
αβ
(t)与kT时刻的采样电压值u
αβ
(kT)相等，即：e
dq
(t)＝e
dq
(kT) (4)；其次假设α
‑
β轴系下连续域内的电压值u
αβ
(t)与kT时刻的采样电压值u
αβ
(kT)相等，即：u
αβ
(t)＝u
αβ
(kT) (5)；
再根据坐标变换得到：u
dq
(kT)＝e
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹忠刚，黄文博，张彦平，原东昇，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：