一种基于虚拟偶次分数阶重复控制器的高速电机谐波抑制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于虚拟偶次分数阶重复控制器的高速电机谐波抑制系统，提出了虚拟基频的定义，并设计偶次谐波重复控制器，仅对虚拟基频的偶次谐波进行控制，可以提高控制频率，增强动态性能；采用基于二阶拉格朗日插值的分数阶延时环节，对延时系数的小数部分进行拟合，减小系统谐振频率与实际谐波频率的偏差，提高谐波抑制精度；其次，采用具有线性相位的低通滤波器，并将低通滤波器移出重复控制内模，可精确补偿滞后的相位并减小电流谐波在高频段的跟踪误差。本发明专利技术可以加快谐波抑制的动态响应、提高谐波抑制的准确性以及增强系统的鲁棒性，从而有效地降低电机损耗。该系统不仅可以用于常规转速的电机，更适合用于高速及超高速电机的谐波抑制。高速电机的谐波抑制。高速电机的谐波抑制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟偶次分数阶重复控制器的高速电机谐波抑制系统


[0001]本专利技术属于电机电流谐波抑制的
，具体涉及一种基于虚拟偶次分数阶重复控制器的高速电机谐波抑制系统，用于抑制交流调速、伺服驱动等系统高速电机的多阶电流谐波。

技术介绍

[0002]高速永磁电机因其具有结构紧凑、能量密度高、运行效率高、可靠性高等优点而逐渐成为交流调速和伺服系统的主流驱动单元，广泛应用于分子泵、离心压缩机、电动汽车驱动系统、航空航天以及家电等领域。在电机高速运行过程中，定子电流中含有大量的谐波分量，电流波形发生严重畸变，会产生大量损耗，造成电机温升严重。此外，电机输出转矩波动、转速不平稳以及电流尖峰也与电流谐波有关。有效抑制谐波对于降低高速电机温度、增强其控制性能具有重要意义。
[0003]目前，关于电流谐波抑制的方法根据谐波产生的原因可以分为两类：电机设计与控制算法。就电机设计而言，该类方法通过改进设计，优化电磁参数，改善绕组分布形式以及齿槽结构等，减小气隙磁场的畸变，抑制空间谐波。就控制算法而言，主要通过优化电机驱动算法抑制开关管压降、死区时间等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟偶次分数阶重复控制器的高速电机谐波抑制系统，其特征在于，包括：硬件部分和软件部分；所述硬件部分包括直流母线、IGBT逆变电路以及永磁电机；所述软件部分包括空间矢量PWM模块、坐标变换模块、坐标逆变换模块、转速调节模块、电流调节模块以及虚拟偶次分数阶重复控制模块；所述直流母线由直流电源构成，母线电压U
dc
为逆变电路供电；IGBT逆变电路由集成功率模块构成，其内部包含IGBT开关管，输出控制电流驱动永磁电机；永磁电机由电机本体构成，是被控对象；空间矢量PWM模块通过生成三相PWM信号控制逆变电路工作；坐标变换模块将电机电流由A
‑
B
‑
C三相坐标系变换至d
‑
q坐标系用于电流控制；坐标逆变换模块将控制量由d
‑
q坐标系变换至α
‑
β坐标系用于生成三相PWM信号；转速调节模块与电流调节模块分别控制转速与电流；虚拟偶次分数阶重复控制模块对电流谐波进行跟踪以得到控制量；所述高速电极谐波抑制系统采用转速
‑
电流双闭环控制形式，利用转速调节单元与电流调节单元分别对转速和电流进行闭环控制；基于d轴电流i
d
＝0的矢量控制，分别在d轴与q轴电流调节单元基础上，并联虚拟偶次分数阶重复控制器，输出控制量用于抑制电流谐波。2.根据权利要求1所述的基于虚拟偶次分数阶重复控制器的高速电机谐波抑制系统，其特征在于：包括偶次谐波重复控制增益、由整数延迟部分与分数延迟部分构成的延时环节、低通滤波器及相位补偿器；通过构造偶次...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宝栋，卫庚奎，杨全耀，钟清，邓丽蓉，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：