[发明专利]基于频率法和模糊控制的电机PI控制器参数整定方法

权利要求书

1.一种基于频率法和模糊控制的电机PI控制器参数整定方法，其中所述电机PI控制器参数包括速度环PI控制器比例系数K_sp、速度环PI控制器积分系数K_si、电流环PI控制器比例系数K_cp和电流环PI控制器积分系数K_ci，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1，根据永磁同步电机控制系统的各个组成模块，抽象出各个组成模块的数学模型；

步骤2，根据步骤1得出的数学模型，建立电流环的开环传递函数，根据相关电机参数以及频域性能指标，计算出电流环PI控制器比例系数K_cp和电流环PI控制器积分系数K_ci，K_cp和K_ci分别作为电流环PI控制器的比例系数和积分系数，参与电流环PI控制器的运算；

步骤3，根据步骤1得出的数学模型，建立速度环的开环传递函数，根据相关电机参数以及频域性能指标，计算出速度环PI控制器比例系数K_sp和速度环PI控制器积分系数K_si；

步骤4，以速度误差e和速度误差变化率ec为模糊控制器输入，选择比例因子和量化因子，输入输出论域，建立模糊规则，输出比例修正系数ΔK_sp和积分修正系数ΔK_si，K_sp+ΔK_sp和K_si+ΔK_si分别作为速度环PI控制器比例系数的修正值和积分系数的修正值，参与速度环PI控制器的运算。

2.根据权利要求1所述的一种基于频率法和模糊控制的电机PI控制器参数整定方法，其特征在于：步骤1中所述永磁同步电机控制系统的组成模块包括速度环PI控制器、电流环PI控制器、三相逆变器、速度传感器、电流传感器和永磁同步电机，所述速度环PI控制器的数学模型为：电流环PI控制器的数学模型为：三相逆变器的数学模型为：速度传感器的数学模型为：电流传感器的数学模型为：永磁同步电机的数学模型为：其中，T_inv为三相逆变器时间常数，T_sf为速度传感器时间常数，T_cf为电流传感器时间常数，L为永磁同步电机定子绕组等效电感，R为永磁同步电机定子绕组等效电阻，P为电机极对数，ψ_f为磁链，J为转动惯量，s为拉普拉斯算子。

3.根据权利要求2所述的一种基于频率法和模糊控制的电机PI控制器参数整定方法，其特征在于，步骤2中所述相关电机参数包括永磁同步电机定子绕组等效电感L和永磁同步电机定子绕组等效电阻R，所述频域性能指标为电流环开环截止频率ω^*_cc,电流环PI控制器PI参数的计算包括以下步骤：

1)忽略高频时才产生作用的永磁同步电机控制系统中的组成模块，建立电流环的开环传递函数：

2)将电流环整定为过阻尼系统，取：

3)使截止频率处电流环开环传递函数的幅值为1：

4)根据公式(2)和公式(3)求出电流环PI控制器的比例系数K_cp和积分系数K_ci分别为：

K_cp和K_ci分别作为电流环PI控制器的比例系数和积分系数，参与电流环PI控制器的运算。