带时滞补偿的永磁同步电机驱动系统分数阶电流控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种带时滞补偿的永磁同步电机驱动系统分数阶电流控制方法，该方法构建由分数阶控制器和前馈解耦组成的分数阶电流环控制器，并按如下方法确定分数阶控制器参数：首先通过前馈解耦补偿与拉普拉斯变换构造出时滞因素影响下的PMSM电流环模型，根据分数阶控制器作用下开环传递函数，基于分数阶控制器的相位裕度准则、对受控对象增益变化的鲁棒性准则及幅值准则，求取分数阶控制器参数。该方法有利于提高系统的动态性能、稳定性能和鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
带时滞补偿的永磁同步电机驱动系统分数阶电流控制方法
本专利技术属于永磁同步电机领域，具体涉及一种带时滞补偿的永磁同步电机驱动系统分数阶电流控制方法。
技术介绍
永磁同步电机电流环在反馈控制中除了受控电机的时滞影响，通常还存在着控制器算法的执行、电压逆变器、电流滤波、电流采样、数字信号处理器的运算等诸多环节的时滞影响，在众多时滞的叠加下进而产生系统的不稳定，因此需要对永磁同步电机的驱动系统进行时滞的补偿。目前通过设计电流环控制器补偿系统时滞方法主要有以下几种方法：一是考虑时滞影响下的PI电流环控制器，该方法设计简单并且可以提高比例增益与响应速度，但是该方法也存在着动态响应慢，震荡大等缺点。二是利用预测控制的电流环控制器，该方法可以对未来有限时间内的系统状态进行预测，使得选择驱动系统输出和给定值之间误差达到最小，从而消除时滞带来的影响，但是该方法计算量较大。基于现有的文献《基于分数阶控制器的PMSM恒速控制》，文章编号：1000-565X(2012)03-0119-07中公开了一种基于分数阶的速度环控制器的设计准则，本方案的区别在于：1、设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带时滞补偿的永磁同步电机驱动系统分数阶电流控制方法，其特征在于，构建由分数阶控制器和前馈解耦组成的分数阶电流环控制器，并按如下方法确定分数阶控制器参数：首先通过前馈解耦补偿与拉普拉斯变换构造出时滞因素影响下的PMSM电流环模型，根据分数阶控制器作用下开环传递函数，基于分数阶控制器的相位裕度准则、对受控对象增益变化的鲁棒性准则及幅值准则，求取分数阶控制器参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种带时滞补偿的永磁同步电机驱动系统分数阶电流控制方法，其特征在于，构建由分数阶控制器和前馈解耦组成的分数阶电流环控制器，并按如下方法确定分数阶控制器参数：首先通过前馈解耦补偿与拉普拉斯变换构造出时滞因素影响下的PMSM电流环模型，根据分数阶控制器作用下开环传递函数，基于分数阶控制器的相位裕度准则、对受控对象增益变化的鲁棒性准则及幅值准则，求取分数阶控制器参数。


2.根据权利要求1所述的带时滞补偿的永磁同步电机驱动系统分数阶电流控制方法，包括以下步骤：
1)构建分数阶电流环控制器，所述分数阶电流环控制器由分数阶控制器和前馈解耦组成，分数阶电流环控制器的输出电压Uc′满足：
Uc′＝Uc+Uf
其中Uc、Uf分别为分数阶控制器输出电压和前馈解耦输出电压；
前馈解耦输出电压Uf＝[UfdUfq]T由直轴前馈解耦输出电压Ufd和交轴前馈解耦输出电压Ufq构成，其中：
Ufd＝ωLqiq，Ufq＝ωLdid+ωλf
其中，Lq、Ld分别为电机交、直轴电感，iq、id分别为电机交、直轴电流，ω为电机电角速度，λf为转子永磁体磁链；
分数阶控制器Uc(s)的拉氏模型为：
Uc(s)＝Gc(s)(i*-i)
Gc(s)＝Kp+Kp×Ki/sλ
其中，Gc(s)为分数阶控制器的传递函数，Kp为控制器比例环节，Ki为控制器积分环节，λ为分阶次；i*为给定电流值，i为电机输出电流值，从而得到输入的直轴电流值(i*-i)d＝id*-id，输入的交轴电流值(i*-i)q＝iq*-iq；
2)进行前馈解耦，将PMSM电压方程进行拉普拉斯变换，构造出永磁同步电机模型为：



其中，R为定子电阻，L为定子电感；
3)构造时滞补偿校正传递函数：
Gb(s)＝1+τs
其中，τ为时滞补偿校正参数；
4)对分数阶控制器传递函数进行预处理，并与受控对象建立开环...

【专利技术属性】
技术研发人员：何栋炜，陈钟臻，刘丽桑，陈健，林杭彬，李建兴，黄靖，陈乐，郑积仕，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：福建;35