[发明专利]一种永磁同步电机调速系统的自抗扰控制方法及系统

说明书

本发明实施例公开了一种永磁同步电机调速系统的自抗扰控制方法及系统，通过采集永磁同步电机调速系统的转子角速度和转矩电流；采用预先建立的扰动适应的自抗扰模型对转子角速度及转矩电流进行处理，得到控制输出信号；依据控制输出信号对永磁同步电机调速系统进行转速控制；自抗扰模型为依据一阶线性自抗扰控制子模型、转动惯量辨识子模型及负载转矩观测子模型建立的；转动惯量辨识子模型依据朗道辨识算法建立的，通过辨识出的转动惯量及计算关系式b₀＝K_t/J对系统控制增益b₀进行调整；负载转矩观测子模型依据扩张状态观测器建立的。本发明实施例在使用过程中提高了对控制增益b₀的调节精确度，提高了永磁同步电机调速系统的抗干扰能力。

技术领域

本发明实施例涉及永磁同步电机控制领域，特别是涉及一种永磁同步电机调速系统的自抗扰控制方法及系统。

背景技术

永磁同步电机是一种转子与空间磁场同步旋转的永磁电机，并且随着控制理论、电力电子器件、永磁材料以及微处理器等技术的发展，永磁同步电机驱动技术取得了巨大进步，在高精度加工、机器人、航空航天和电动汽车等行业和领域中的应用越来越广泛。

随着永磁同步电机应用范围的扩大，人们对永磁同步电机伺服系统的性能要求也不断提高，但永磁同步电机却是一个非线性、交叉耦合且含多个未知变量的被控对象，且在实际运行过程中存在外部负载扰动和其他等不确定因素的影响。传统交流伺服系统速度控制器一般采用PID控制器(Proportion Integration Differentiation，比例-积分-微分控制器)，难以使系统同时具有优越的动态响应性、跟随性和抗扰性，PID控制器对于高性能伺服控制系统有一定的局限性，难以获得满意的控制效果。因此，研究永磁同步电机的控制策略对永磁同步电机应用的发展具有重要意义。

在众多的控制策略中，近些年一种针对解决PID控制所存在不足提出的自抗扰控制在电机控制领域逐渐新兴起来，此种控制兼顾稳定性和抗扰性。

目前，在对被控系统进行控制时，主要受到惯量扰动和负载扰动的影响，并且可以通过对被控系统控制增益b进行调整，进而实现系统的惯量扰动自适应控制。由于在自抗扰控制中控制增益b在不同的控制系统中存在不同的定义，只有根据特定系统得出的最佳控制增益才能使对系统的控制达到最佳的控制效果，所以可以通过对控制增益b进行调整，提高对系统的控制效果。现有技术中，在对控制增益b进行调节时，主要是采用人工手动试凑的方式对其进行调节，由于控制增益b不断变化，所以采用手动试凑的方式进行调节，精确度较低、误差较大，从而不能使控制增益b调节至最佳值，进而不能使被控系统达到最佳的控制效果，使被控系统的抗干扰能力较低。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的永磁同步电机调速系统的自抗扰控制方法及系统成为本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种永磁同步电机调速系统的自抗扰控制方法及系统，在使用过程中提高了对控制增益b₀的调节精确度，提高了永磁同步电机调速系统的抗干扰能力。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种永磁同步电机调速系统的自抗扰控制方法，包括：

采集永磁同步电机调速系统的转子角速度和转矩电流；

采用预先建立的扰动适应的自抗扰模型对所述转子角速度及所述转矩电流进行处理，得到控制输出信号；

依据所述控制输出信号对所述永磁同步电机调速系统进行转速控制；