[发明专利]永磁同步电机的控制系统、控制方法及无人飞行器

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机的控制系统，包括坐标变换单元、控制单元、信号处理单元和逆变器；坐标变换单元用于将三相定子电流I_a、I_b和I_c转换成d‑q同步旋转坐标系下的实际定子电流I_d和I_q；控制单元用于将给定定子电流I_dref和实际定子电流I_d计算输出给定d轴电压U_dref；信号处理单元用于将给定d轴电压U_dref和给定q轴电压U_qref处理调制成控制信号；逆变器用于将控制信号调制定子三相对绕组的实际电流，并驱动所述永磁同步电机运行。本发明的永磁同步电机的控制系统仅包括一个电流环，减小了控制系统中的参数计算和调节，从而提高了永磁同步电机的控制系统的动态响应速度。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机控制技术领域，特别是涉及一种永磁同步电机的控制系统、控制方法及无人飞行器。

背景技术

永磁同步电机由于具备功率密度高、体积小、不需要励磁、功率因素高以及位置控制精度高等优点，在高性能控制系统中得到了越来越广泛的应用。

现有的永磁同步电机的控制系统包括外环速度环和内环电流环，所述外环速度环产生定子电流的给定值，所述内环电流环得到实际控制信号，从而使现有的永磁同步电机控制系统构成一个双闭环系统。

然而，在实现本发明实施例的过程中，发明人发现在现有永磁同步电机控制系统的实现过程中，由于外环速度环和内环电流环中参数过多，需要进行大量的参数计算和调节，从而降低了控制系统的动态响应速度。

发明内容

本发明实施方式主要解决的技术问题是提供一种永磁同步电机控制系统、控制方法及无人飞行器，其能够提高永磁同步电机控制系统的动态响应速度。

为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种永磁同步电机的控制系统，包括坐标变换单元、控制单元、信号处理单元和逆变器；

所述坐标变换单元用于将三相定子电流I_a、I_b和I_c转换成d-q同步旋转坐标系下的实际定子电流I_d和I_q；

所述控制单元用于将给定定子电流I_dref和所述实际定子电流I_d计算输出给定d轴电压U_dref；

所述信号处理单元用于将所述给定d轴电压U_dref和给定q轴电压U_qref处理调制成控制信号；

所述逆变器用于将所述控制信号调制所述定子三相对绕组的实际电流，并驱动所述永磁同步电机运行。

在其中一些实施方式中，所述控制单元包括减法器和电流环积分分离PI调节器；所述减法器用于计算所述给定定子电流I_dref和所述实际定子电流I_d的差值；所述电流环积分分离PI调节器用于将所述差值进行比例、积分计算，得到所述给定d轴电压U_dref。

在其中一些实施方式中，所述信号处理单元包括Park逆变换单元和空间矢量调制器；所述Park逆变换单元用于将所述给定d轴电压U_dref和所述给定q轴电压U_qref转换成αβ两相静止坐标系下的电压分量U_α和U_β；所述空间矢量调制器用于对所述电压分量U_α和U_β计算处理，输出脉宽控制信号。