【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电机控制，特别是涉及一种直线电机控制系统、方法及电机设备。
技术介绍
1、直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。现有针对直线电机的控制方案，主要是基于励磁控制方法实现对直线电机的控制。但基于励磁方式实现的控制方案，需要对被控对象建立高精度模型，设计难度高且鲁棒性差。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够调整系统鲁棒性的直线电机控制系统、方法及电机设备。
2、第一方面，本申请提供了一种直线电机控制系统，包括：依次连接的位置环控制器、速度环控制器、电流环控制器以及信号调制单元，其中，所述信号调制单元连接目标电机的三相逆变电路；
3、所述位置环控制器用于接收位置信号差值，根据pid控制策略处理所述位置信号差值得到速度给定值，其中，所述位置信号差值是基于目标电机的位置输出信号和预设位置给定值计算得到的信号差值；
4、所述速度环控制器用于接收速度信号差值，根据定量反馈理论控制策略处理所述速度信号差值得到电流矢量给定值，其中，所述速度信号差值是基于目标电机的速度反馈信号和所述速度给定值计算得到的信号差值；
5、所述电流环控制器用于接收目标电流矢量值，根据pid控制策略处理所述目标电流矢量值得到目标电压信号，其中，所述目标电流矢量值是基于所述电流矢量给定值以及预处理电流反馈值计算得到的电流矢量值；
6、所述信号调制单元用于处理所述目标电压信号，得到目标控制信
7、在其中一个实施例中，还包括：直线光栅尺；
8、所述直线光栅尺与所述目标电机连接，用于检测所述目标电机的所述位置输出信号。
9、在其中一个实施例中，所述信号调制单元包括派克逆变换单元和空间矢量脉宽调制单元；
10、所述电流环控制器依次经所述派克逆变换单元和所述空间矢量脉宽调制单元连接所述目标电机的三相逆变电路。
11、在其中一个实施例中，依次连接的ad采样单元、克拉克变换单元以及派克变换单元；
12、所述ad采样单元连接所述三相逆变电路，所述派克变换电路用于输出所述预处理电流反馈值。
13、在其中一个实施例中，还包括：预设电角度计算单元；
14、所述预设电角度计算单元的输入端与所述直线光栅尺连接，所述预设电角度计算单元的输出端分别连接所述派克变换单元、所述克拉克变换单元以及所述派克逆变换单元。
15、在其中一个实施例中，所述定量反馈理论控制策略，包括：
16、y(s)＝p(s)[u(s)-d(s)]；
17、u(s)＝g(s)[-y(s)-f(s)r(s)]；
18、其中，y(s)为所述电流矢量给定值，p(s)为具有不确定性的目标电机的传递函数，d(s)为外部扰动，g(s)为闭环回路控制模型，f(s)为前置滤波模型，r(s)为所述速度给定值。
19、在其中一个实施例中，所述速度环控制器的构建步骤，包括：
20、基于所述目标电机的数学模型设计得到初始模板；
21、基于所述初始模板以及预设性能指标进行指标边界限定；
22、在预设性能指标的指标边界均界定完成后，根据所述初始模板以及预设性能指标设计得到所述闭环回路控制模型和所述前置滤波模型；
23、在所述闭环回路控制模型和所述前置滤波模型的仿真验证结果通过后，完成所述速度环控制器的构建。
24、在其中一个实施例中，所述预设性能指标包括：
25、若r(s)＝0，d(s)到y(s)的传递函数为：
26、
27、若d(s)＝0，r(s)到y(s)的传递函数为：
28、
29、其中，z1(s)为第一预设性能指标，z2(s)为第二预设性能指标。
30、第二方面，本申请还提供了一种直线电机控制方法，应用于第一方面所述的直线电机控制系统，所述方法包括：
31、通过位置环控制器接收位置信号差值，根据pid控制策略处理所述位置信号差值得到速度给定值，其中，所述位置信号差值是基于目标电机的位置输出信号和预设位置给定值计算得到的信号差值；
32、通过速度环控制器接收速度信号差值，根据定量反馈理论控制策略处理所述速度信号差值得到电流矢量给定值，其中，所述速度信号差值是基于目标电机的速度反馈信号和所述速度给定值计算得到的信号差值；
33、通过电流环控制器接收目标电流矢量值，根据pid控制策略处理所述目标电流矢量值得到目标电压信号，其中，所述目标电流矢量值是基于所述电流矢量给定值以及预处理电流反馈值计算得到的电流矢量值；
34、通过所述信号调制单元处理所述目标电压信号，得到目标控制信号；
35、基于所述目标控制信号控制所述目标电机。
36、第三方面，本申请还提供了一种电机设备，包括第一方面所述的直线电机控制系统。
37、综上所述，本申请提供了一种直线电机控制系统、方法及电机设备，包括：依次连接的位置环控制器、速度环控制器、电流环控制器以及信号调制单元，其中，所述信号调制单元连接目标电机的三相逆变电路。所述位置环控制器用于接收位置信号差值，根据pid控制策略处理所述位置信号差值得到速度给定值；所述速度环控制器用于接收速度信号差值，根据定量反馈理论控制策略处理所述速度信号差值得到电流矢量给定值；所述电流环控制器用于接收目标电流矢量值，根据pid控制策略处理所述目标电流矢量值得到目标电压信号；本申请提供的直线电机控制系统，采用定量反馈理论设计速度环控制器，能够有效提升直线电机控制系统的鲁棒性。
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1.一种直线电机控制系统，其特征在于，包括：依次连接的位置环控制器、速度环控制器、电流环控制器以及信号调制单元，其中，所述信号调制单元连接目标电机的三相逆变电路；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：直线光栅尺；
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号调制单元包括派克逆变换单元和空间矢量脉宽调制单元；
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：依次连接的AD采样单元、克拉克变换单元以及派克变换单元；
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：预设电角度计算单元；
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定量反馈理论控制策略，包括：
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述速度环控制器的构建步骤，包括：
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述预设性能指标包括：
9.一种直线电机控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的直线电机控制系统，所述方法包括：
10.一种电机设备，其特征在于，包括权利要求1至8中
...【技术特征摘要】
1.一种直线电机控制系统，其特征在于，包括：依次连接的位置环控制器、速度环控制器、电流环控制器以及信号调制单元，其中，所述信号调制单元连接目标电机的三相逆变电路；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：直线光栅尺；
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号调制单元包括派克逆变换单元和空间矢量脉宽调制单元；
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：依次连接的ad采样单元、克拉克变换单元以及派克变换单元；
5.根据权利要求4所述的系...
【专利技术属性】
技术研发人员：卞佳音，张珏，何泽斌，邱烜，麦嘉裕，江少镇，陈文教，全万霖，梁孟孟，刘云勋，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：
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