在利用周期性扰动观察器的扭矩波动抑制控制中，可以通过缩减对周期性扰动的实部分量和虚部分量的估算的延迟而有利地抑制扭矩波动。周期性扰动观察器（31）根据作为利用具有实部（P^An）和虚部（P^Bn）的一维复矢量来辨识针对每个第n阶扭矩波动频率分量的、从命令扭矩开始到所检测扭矩值的系统传递函数的结果的值，根据该系统传递函数的余弦系数（TAn）、正弦系数（TBn）以及该实部（P^An）和虚部（P^Bn）来获得包括周期性扰动的估算电流的实部（IAn）和虚部（IBn）；通过从估算电流的实部（IAn）和虚部（IBn）分别减去经由波动提取滤波器（GF）的命令补偿电流（IAn*，IBn*），周期性扰动观察器接着获得周期性扰动电流的实部（dIAn）和虚部（dIBn），以消除周期性扰动电流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
在诸如电动机的旋转电机的扭矩控制系统或装置中，本专利技术涉及用于自动抑制旋转电机中的扭矩波动(扭矩脉动)的控制装置和控制方法，并且更具体地说，涉及利用周期性扰动观察器的周期性扰动抑制控制。
技术介绍
电动机通常产生扭矩波动(扭矩脉动)，并且由此导致诸如振动、噪声、对乘坐质量的不利影响以及电气和机械谐振的各种问题。尤其是，针对近来内部PM电动机(IPMSM)广泛传播的情况，复合地产生了齿槽扭矩波动和磁阻扭矩波动。作为对策，在研究和调查各种方法，如在扭矩命令(torque command)上叠加用于消除扭矩波动的补偿电流的对策方法。 然而，例如，在利用数学分析模型执行前馈补偿的方法中，持续警惕或关注有关分析误差的不利影响。此外，在存储或记忆在稳定操作点的反馈学习控制的结果并且执行前馈补偿的方法中，由于用于在每个操作点适当地调节控制参数需要的时间，在线补偿是困难的。此外，在减小电流波动的方法中，在扭矩波动方面不保证最佳抑制。此外，在研究扭矩波动观察器补偿方法。然而，该扭矩波动观察器补偿方法在验证速度变化操作的特性和在线反馈抑制方面仍不足。有关上述问题，已经由本申请的专利技术人和其他人(例如，参照非专利文献I)提出了通过轴扭矩仪的反馈抑制控制方法，以便准确地抑制作为电气·机械谐振的主要原因的扭矩波动。在该控制方法中，构建一种控制系统，以在关注扭矩波动的周期性的同时补偿每个脉动频率分量，并且提供了一种利用系统辨识的结果来自动地调节参数以使其符合或快速响应于操作条件变化的功能。对该控制方法详细说明如下。( I)扭矩波动抑制控制装置的基本结构图2是早期技术的扭矩波动控制装置的基本结构视图。该图中的装置被应用于用于利用电动机来驱动负载的系统。变为扭矩波动源的电动机I通过轴3与某类型的负载或负载设备2连接。其轴扭矩通过扭矩仪4而被测量，并且被输入到扭矩波动抑制设备5中。此外，利用诸如旋转编码器的旋转位置传感器6来输入有关电动机的转子位置(相位)的信息。扭矩波动抑制设备5设置有扭矩脉动抑制部件或设备，并且被配置成向逆变器7提供通过将扭矩脉动补偿电流与根据扭矩命令(或速度命令)生成的命令电流相加而获取的命令或命令值。在图2的示例中，考虑到由逆变器7执行的电流矢量控制，扭矩波动抑制设备5提供与电动机的旋转同步的在旋转坐标系(正交的d轴和q轴)中的命令d轴电流icf和q轴电流iq%或d轴电流命令值icf和q轴电流命令值iq'已知的是，扭矩波动(扭矩脉动)因电动机的结构而根据转子位置周期性地产生。因此，该系统使用用于提取与电动机旋转同步的一个或多个扭矩波动频率分量的装置或器件，并将任意阶数η的扭矩波动转换成余弦系数ΤΑη和正弦系数TBn。尽管存在用于测量扭矩波动频率分量的严格的测量部件或设备(如傅里叶变换)，但在重视计算的容易性时，该系统可以利用旋转相位Θ 作为基准来提取在单一相位的谐波旋转坐标系中通过低通滤波器的扭矩波动频率分量。扭矩波动抑制设备5利用上述余弦系数Tita和正弦系数TBn来执行扭矩波动抑制控制，并且生成任意频率分量的补偿电流iqc*的余弦/正弦系数IAn、IBn。根据下面的方程(2)，在转换时利用相同旋转相位Θ来执行到补偿电流iqc*的转换。将该补偿电流叠加在q轴电流命令上，并且执行正常矢量控制。 iqc* = IAn* · cos (η θ )+ΙΒη* · sin (η θ )..................... (2)图3是扭矩波动抑制设备的控制框图，该扭矩波动抑制设备根据上述所检测的轴扭矩Tdrt和旋转相位Θ来确定扭矩波动的余弦系数ΤΑη和正弦系数ΤΒη，根据这些量和旋转速度ω来确定补偿电流余弦系数ΙΑη和正弦系数ΙΒη，并由此确定该补偿电流来抑制周期性扭矩扰动。该图中的符号具有以下含义。 Τ* :命令扭矩或扭矩命令值，Tdet :所检测的轴扭矩或轴扭矩检测值，ΤΑη :第η阶扭矩脉动提取分量(余弦系数)，1^:第η阶扭矩脉动提取分量(正弦系数)，ω :所检测的转速或转数，Θ :所检测的旋转相位，iqc* :扭矩波动补偿电流，id :所检测的d轴电流，id* :命令d轴电流，iq :所检测的q轴电流，iq* :命令q轴电流，iu、iv、iw :u、v、w相电流，iqo* :命令q轴电流(在叠加补偿电流之前)，IAn :第η阶补偿电流余弦系数，ΙΒη :第η阶补偿电流正弦系数，以及abz :旋转传感器信号。下标中的字母η表示第η阶扭矩波动分量。在图3中，命令转换部11在矢量控制中将命令扭矩Τ*转换成旋转dq坐标系下的命令d轴电流Icf和命令q轴电流IqcA —般来说，使用转换数学表达式或表来实现最大扭矩/电流控制。电流矢量控制部12用于通过使用将扭矩脉动补偿电流iqc*叠加在命令q轴电流Iqo上而获取的电流作为命令q轴电流iq%来抑制扭矩脉动。在图3的示例中，将补偿电流Iqc叠加在命令q轴电流上。然而，可选的是，将补偿电流叠加在d轴电流上或者叠加在d轴电流和q轴电流两者上。另选的是，在其中d轴电流与q轴电流之间的干扰不成为问题的系统中，可以将扭矩脉动补偿信号直接叠加在命令扭矩上。电流矢量控制部12在一般正交旋转坐标系的d轴和q轴上执行电流矢量控制的操作，并且通过在矢量控制模式中驱动电动机(IPMSM) 13来驱动负载设备14。坐标变换部15接收通过电流传感器16检测的三相ac电流iu、iv以及iw,和电动机旋转相位Θ ,并且通过转换来生成与电动机旋转坐标同步的d轴和q轴正交旋转坐标系的电流id和iq。旋转相位/速度检测器部17执行从诸如编码器的旋转位置传感器18的旋转传感器信号abz到有关转速ω和旋转相位Θ的信息的转换。扭矩脉动频率分量提取部19根据由轴扭矩仪20检测到的检测轴扭矩Tdet和旋转相位Θ，来提取针对每个脉动频率分量的周期性扭矩扰动。傅立叶变换是典型的提取方式。尽管可以任意选择用于提取脉动分量的方法，但重视计算的容易性，并且通过将检测的轴扭矩Tdet 乘以基于旋转相位Θ的第η阶余弦波和正弦波，并且向每一个应用低通滤波，来执行用方程(3)- (5)表达的近似傅里叶变换。这被称为扭矩波动同步坐标变换。权利要求1.一种用于旋转电机的扭矩波动抑制控制装置，该扭矩波动抑制控制装置用于将旋转电机系统的命令扭矩或命令速度转换成矢量控制下的旋转坐标系中的命令d轴电流和命令q轴电流；利用任意频率分量的复矢量，通过系统辨识来形成表示旋转电机的控制系统的频率特性的模型；利用该模型，用周期性扰动观察器来估算该任意频率分量的扭矩波动的实部和虚部；以及在该命令d轴电流和命令q轴电流上叠加反馈补偿电流，以抑制周期性扰动，该扭矩波动抑制控制装置包括 扭矩波动提取部，用于根据旋转电机的所检测的轴扭矩Tdrt、脉动提取滤波器Gf以及旋转相位Θ，来确定旋转电机系统的扭矩波动中所包括的第η阶频率分量的扭矩脉动的扭矩脉动余弦系数ΤΑη和扭矩脉动正弦系数ΤΒη ； 周期性扰动观察器，用于根据余弦系数ΤΑη和正弦系数ΤΒη以及旋转电机的转速ω，来估算扭矩波动的第η阶补偿电流余弦系数ΓΑη和第η阶补偿电流正弦系数ΓΒη ;以及 补偿电流生成部，用于将余弦系数ΓΑη和正弦系数ΓΒη设置为命令扭矩波动补偿电流，并且用于根本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：只野裕吾，
申请(专利权)人：株式会社明电舍，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。