自适应反推控制的永磁同步电机DTC系统及其控制方法技术方案

自适应反推控制的永磁同步电机DTC系统，包括逆变器，逆变器与信号检测电路、永磁同步电机相连接，永磁同步电机与信号检测电路、处理器相连接，信号检测电路与处理器相连接，处理器与逆变器相连接；逆变器输出三相交流电给永磁同步电机，永磁同步电机的电流信号输出到信号检测电路，永磁同步电机的转速脉冲信号输出到处理器，信号检测电路的电流信号输出到处理器，处理器输出开关信号到逆变器。其控制方法为利用自适应反推控制理论，采用速度反推控制器和磁链转矩自适应反推控制器，用于产生电压在静止坐标系上的分量，并结合空间矢量调制方法产生适当的逆变器开关信号，进而控制永磁同步电机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于交流电机传动
，具体涉及一种自适应反推控制的永磁同步电机DTC系统，还涉及这种系统的控制方法。
技术介绍
直接转矩控制(DTC)技术，是继矢量控制技术之后发展起来的一种高性能的交流电机调速控制策略，目前，该控制方式也已应用到永磁同步电机(PMSM)上。与矢量控制相t匕，直接转矩控制具有控制方式简单、转矩响应迅速、除定子电阻外不依赖于电机其它参数、便于实现全数字化的优点。但在直接转矩控制中，由于采用了磁链滞环控制器和转矩滞环控制器，同时只在六个基本电压矢量中选择电压矢量进行控制，因此存在着转矩和磁链脉动大，逆变器开关频率不恒定等缺点，电机低速运行时尤为明显。针对该问题，典型的解决方法是采用PI控制器取代磁链和转矩滞环控制器，同时采用空间矢量脉宽调制技术合成任意方向和大小的电压矢量，但是PI控制器的引入造成了电机参数扰动、负载变化敏感且鲁棒性差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种自适应反推控制的永磁同步电机DTC系统，解决现有技术存在的电机参数扰动、负载变化敏感且鲁棒性差的问题。本专利技术的另一个目的在于提供上述自适应反推控制的永磁同步电机DTC系统的控制方法。本专利技术的目的是这样实现的，一种自适应反推控制的永磁同步电机DTC系统，包括逆变器，逆变器与信号检测电路、永磁同步电机相连接，永磁同步电机与信号检测电路、处理器相连接，信号检测电路与处理器相连接，处理器与逆变器相连接；逆变器输出三相交流电给永磁同步电机，永磁同步电机的电流信号输出到信号检测电路，永磁同步电机的转速脉冲信号输出到处理器，信号检测电路的电流信号输出到处理器，处理器输出开关信号到逆变器。本专利技术的特点还在于处理器包括与信号检测电路相连接的静止电流分量计算模块，静止电流分量计算模块同时与磁链转矩计算模块、旋转电流分量计算模块和参数自适应计算模块相连接；磁链转矩计算模块连接参数自适应计算模块，进而连接磁链转矩反推控制模块；速度反推控制模块计算出给定转矩后，输入磁链转矩反推控制模块和参数自适应计算模块；旋转电流分量计算模块依次连接反电动势计算模块和磁链转矩反推控制模块，磁链转矩反推控制模块与空间矢量调制模块相连接后输出开关信号给逆变器。本专利技术的另一个目的是这样实现的，上述自适应反推控制的永磁同步电机DTC系统的控制方法，利用自适应反推控制理论，采用速度反推控制器和磁链转矩自适应反推控制器，用于产生电压在静止坐标系上的分量，并结合空间矢量调制方法产生适当的逆变器开关信号，进而控制永磁同步电机。具体为信号检测电路检测出永磁同步电机的两相电流，送入处理器中的静止电流分量计算模块，静止电流分量计算模块计算出电流的静止分量，并输出至磁链转矩计算模块、旋转电流分量计算模块和参数自适应计算模块，磁链转矩计算模块计算出电机的磁链和转矩；处理器中给定电机的转速，求出其与电机实际转速的误差后，输出至速度反推控制模块，速度反推控制模块产生给定转矩，与实际转矩作差后输入至磁链转矩反推控制模块，同时给定磁链与实际磁链的误差也输入至磁链转矩反推控制模块；旋转电流分量计算模块将静止电流分量转化成旋转电流分量，并输入至反电动势计算模块，反电动势计算模块计算电机的反电动势，并输入至磁链转矩反推控制模块。参数自适应计算模块产生电机参数的自适应律，并输出至磁链转矩反推控制模块，磁链转矩反推控制模块产生电压的静止分量，并输出至空间矢量调制模块；空间矢量调制模块产生逆变器需要的开关状态，输出至逆变器，从而控制电机运行。具体步骤如下步骤1、转速给定值(和磁链给定值Ψ W作为给定信号给处理器，同时信号检测电路检测出永磁同步电机的a、b相定子电流ia、ib和永磁同步电机的实际转速ω P传输给处理器；步骤2、处理器根据步骤I得到的永磁同步电机转速给定值<、磁链给定值r.:、永磁同步电机的a、b相定子电流ia、ib和永磁同步电机的实际转速ωρ实现控制算法，输出相应的控制信号给逆变器，从而使永磁同步电机3的实际转速跟踪上给定转速。上述的控制算法具体包括以下步骤(I)通过信号检测电`路检测永磁同步电机a、b相定子电流ia和ib输入至处理器，即为静止电流分量计算模块的输入信号，在静止电流分量计算模块中将定子电流ia、ib进行坐标变换得到电流在α β坐标`系下的电流分量ia和ie，将电流分量ia和ie送至磁链转矩计算模块、旋转电流分量计算模块和参数自适应计算模块；具体算法如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应反推控制的永磁同步电机DTC系统，其特征在于，包括逆变器（1），逆变器（1）与信号检测电路（2）、永磁同步电机（3）相连接，永磁同步电机（3）与信号检测电路（2）、处理器（4）相连接，信号检测电路（2）与处理器（4）相连接，处理器（4）与逆变器（1）相连接；逆变器（1）输出三相交流电给永磁同步电机（3）；永磁同步电机（3）的电流信号输出到信号检测电路（2），永磁同步电机（3）的转速脉冲信号输出到处理器（4），信号检测电路（2）的电流信号到处理器（4），处理器（4）输出的开关信号到逆变器（1）。

【技术特征摘要】
1.一种自适应反推控制的永磁同步电机DTC系统，其特征在于，包括逆变器(1)，逆变器(I)与信号检测电路(2)、永磁同步电机(3)相连接，永磁同步电机(3)与信号检测电路(2)、处理器(4)相连接，信号检测电路(2)与处理器(4)相连接，处理器(4)与逆变器(I)相连接；逆变器(I)输出三相交流电给永磁同步电机(3);永磁同步电机(3)的电流信号输出到信号检测电路(2)，永磁同步电机(3)的转速脉冲信号输出到处理器(4)，信号检测电路(2)的电流信号到处理器(4)，处理器(4)输出的开关信号到逆变器(I)。2.如权力要求I所述的自适应反推控制的永磁同步电机DTC系统，其特征在于，处理器(4)包括与信号检测电路(2)相连接的静止电流分量计算模块5，静止电流分量计算模块(5 )同时与磁链转矩计算模块(6 )、旋转电流分量计算模块(9 )和参数自适应计算模块(11)相连接；磁链转矩计算模块(6 )连接参数自适应计算模块(11)，进而连接磁链转矩反推控制模块(8);速度反推控制模块(7)计算出给定转矩后，输入磁链转矩反推控制模块(8)和参数自适应计算模块(11);旋转电流分量计算模块(9 )依次连接反电动势计算模块(10 )和磁链转矩反推控制模块(8)，磁链转矩反推控制模块(8)与空间矢量调制模块(12)相连接后输出开关信号给逆变器(I)。3.如权利要求1或2所述的自适应反推控制的永磁同步电机DTC系统的控制方法，其特征在于，利用自适应反推控制理论，采用速度反推控制器和磁链转矩自适应反推控制器，用于产生电压在静止坐标系上的分量，并结合空间矢量调制方法产生适当的逆变器开关信号，进而控制永磁同步电机。4.如权利要求3所述的自适应反推控制的永磁同步电机DTC系统的控制方法，其特征在于，具体为信号检测电路(2)检测出永磁同步电机(3)的两相电流，送入处理器(4)中的静止电流分量计算模块(5)，静止电流分量计算模块(5)计算出电流的静止分量，并输出至磁链转矩计算模块(6)、旋转电流分量计算模块(9)和参数自适应计算模块(II)，磁链转矩计算模块(6)计算出电机的磁链和转矩；处理器(4)中给定电机的转速，求出其与电机实际转速的误差后，输出至速度反推控制模块(7)，速度反推控制模块(7)产生给定转矩，与实际转矩作差后输入至磁链转矩反推控制模块(8)，同时给定磁链与实际磁链的误差也输入至磁链转矩反推控制模块(8 );旋转电流分量计算模块(9 )将静止电流分量转化成旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐艳平，樊永波，杨惠，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：