无刷直流电机控制方法技术

本发明专利技术给出了一种无刷直流电机控制方法，它仅利用简易的开关型霍尔位置检测器，通过软件实现的观测器，重构出比较精确的电机转角和电机速度的观测值，利用观测值实现无刷直流电动机的正弦波矢量控制。这种方法既保留了无刷电机控制系统简单可靠成本低的优点，同时提高了控制精度和动态性能。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
无刷直流电机控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，建立无刷直流电机的转角、速度和负载观测模型，具体如下：（1）以固定的检测周期T，实时读取电机霍尔检测器发出的三路位置脉冲信号,实时计取三路位置脉冲总个数，通过下式得到电机转角的计算值和速度的计算值θ~(k)=2πP3N(k)ω~(k)=2πP3(N(k)-N(k-1))/T式中，k是循环采样次数，是电机转角的第k次计算值，是电机速度的第k次计算值，N(k)是第k次检测得到的位置脉冲总个数，P是电机的磁极对数，T是检测周期；（2）按下式进行低通滤波处理，得到电机的转角值θ和速度值ω；θ(k)=αθ~(k)+(1-α)θ(k-1)ω(k)=αω~(k)+(1-α)ω(k-1)式中，θ(k)是电机转角的第k次滤波输出值，ω(k)是电机速度的第k次滤波输出值，α是滤波器系数，介于0和1之间；（3）依据电机的动力学特性，构建电机转角和速度观测模型如下：θ^(k)=θ^(k-1)+ω^(k-1)*Tω^(k)=1J(Kmiq(k)-Tfz(k))*T+ω^(k-1)式中，瞬时转角观测值，为瞬时速度观测值，J是电机的转动惯量，Km是转矩系数，iq是电机定子电流的交轴分量，采用定子电流交轴分量的指令值代替实际的iq，Tfz是负载转矩；通过负载观测模型计算得出，所述负载观测模型如下：Tfz(k)=a1(θ(k)-θ^(k))+a2(ω(k)-ω^(k))式中，a1和a2是负载观测器系数，可离线计算得到；步骤2，将步骤1建立的电机转角和速度观测模型以及负载观测模型整合，得到转角、转速观测器，用于实时得到转角观测值和速度观测值；将其应用于控制方法如下：以转角观测值为位置反馈信号，将位置给定信号θ*与位置反馈信号相减而得到位置跟随误差信号，位置跟随误差信号经位置控制器后输出速度给定信号ω*；以速度观测值为速度反馈信号，将速度给定信号ω*与速度反馈信号相减而得速度误差信号，速度误差信号经速度控制器后输出q轴电流给定信号；检测电机定子电流ia、ib，经过旋转变换器形成交轴电流iq和直轴电流id；以转角观测值作为旋转变换器的旋转变换角度，将q轴电流给定信号与交轴电流iq相减而得q轴电流误差信号，此误差信号经q轴电流控制器后输出交轴电压uq，d轴电流给定信号为0，将直轴电流id经d轴电流控制器后输出直轴电压ud，所述交轴电压uq和直轴电压ud经逆旋转变换器形成电机定子三相交流电压参考信号ua、ub、uc，再经SPWM调制，用于控制主回路中的逆变器，驱动电机。FDA00003651181800011.jpg,FDA00003651181800012.jpg,FDA00003651181800015.jpg,FDA00003651181800016.jpg,FDA000036511818000111.jpg,FDA000036511818000112.jpg,FDA000036511818000113.jpg,FDA00003651181800021.jpg,FDA00003651181800022.jpg,FDA00003651181800023.jpg,FDA00003651181800024.jpg,FDA00003651181800025.jpg,FDA00003651181800026.jpg,FDA00003651181800027.jpg,FDA00003651181800028.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，汪木兰，左健民，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：