[发明专利]内置式永磁同步电机单神经元自适应PID弱磁控制方法

说明书

本发明公开一种内置式永磁同步电机单神经元自适应PID弱磁控制方法，在弱磁控制的基础上，通过单神经元自适应PID控制器对转速环进行调节，兼收了神经网络和PID的各自优势，使控制系统具有更好的动态响应能力和鲁棒性，使控制精度更高，转矩脉动更小，有效提高直流母线电压的利用率；另外，通过利用单神经元自适应PID控制器代替常规积分器，使得控制器各项参数可以在线实时自整定，对于电机运行和环境变化，更具适应性；此外，结合电流解耦前馈补偿方式，使得控制系统完全解耦，有效提高了控制系统性能和控制精度。

技术领域

本发明涉及内置式永磁同步电机技术领域，具体涉及一种内置式永磁同步电机单神经元自适应PID弱磁控制方法。

背景技术

内置式永磁同步电机(IPMSM)，能量密度高，体积小，响应快，在宽调速范围内运行效率高，驱动性能较为理想，目前在新能源汽车中的应用较为广泛。为了提高IPMSM起动转矩及调速范围，一般在恒转矩区采用单位电流最大转矩控制(MTPA)方式，而在恒功率区采用弱磁控制方式。

现有IPMSM弱磁控制方式多采用常规PID控制器来实现。然而，由于PID控制器本身对电机参数依赖性强，对电机的动态变化适应能力弱，因此对于非线性、不确定系统调节能力弱，控制效果差。常规PID控制器要想有较好的控制效果，需要对比例、积分和微分进行调整，而三者之间存在相互配合又相互制约的关系，要想找出最佳参数组合非常困难，并且由于IPMSM具有复杂的非线性和时变特性，再加上由电机本身和环境的影响造成的变参数、变节构等不确定性，使得常规PID控制器参数整定困难，尤其不能在线自整定，使其难以满足闭环优化控制的要求。此外，传统电压外环反馈方式常采用积分器作为d轴补偿偏移量的计算模块，但弱磁效果并不理想，尤其是随着电机转速的升高，积分常数是一个非恒定值。

发明内容

本发明所要解决的是现有内置式永磁同步电机的控制效果不佳的问题，提供一种内置式永磁同步电机单神经元自适应PID弱磁控制方法。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

内置式永磁同步电机单神经元自适应PID弱磁控制方法，包括步骤如下：

步骤1、构建单神经元自适应PID控制器，并对单神经元自适应PID控制器的参数进行初始化；

步骤2、检测内置式永磁同步电机的机械角速度ω_m，并对其进行采样后，得到转速采样值ω；

步骤3，将设定的转速给定值ω^*其作为单神经元自适应PID控制器的输入给定值，同时将步骤2所得转速采样值ω作为单神经元自适应PID控制器的实际采样值，一并送入单神经元自适应PID控制器，则单神经元自适应PID控制器输出得到转矩给定值T^*；

步骤4、将转矩给定值T^*进行最大转矩电流比控制，得到交轴电流给定值和直轴电流给定值

步骤5、检测内置式永磁同步电机的三相电流，并依次经过静止坐标变换和同步旋转坐标变换后，得到同步旋转坐标系下的交轴电流采样值i_q和直轴电流采样值i_d；

步骤6、结合步骤4所得的交轴电流给定值和直轴电流给定值以及步骤5所得的交轴电流采样值i_q和直轴电流采样值i_d，计算交轴电压给定值u_q和直轴电压给定值u_d：