[发明专利]一种MTPA环节增益抑制方法及其应用

说明书

本发明公开了一种MTPA环节增益抑制方法及其应用，方法包括：将MTPA环节的等效增益函数乘以调节增益函数K_c，使得MTPA环节对每个输入信号产生的实际等效增益均抑制在期望等效增益K_p或K_p以下，其中，K_c为输入信号的函数，K_p为预设值。本发明创造性地提出对采用简化计算方法的MTPA环节的不良增益进行抑制的问题，同时引入调节增益函数K_c和期望等效增益K_p两个概念，将MTPA环节的等效增益函数乘以调节增益函数K_c，K_c与输入信号大小有关，使得在MTPA环节输入信号变化中，将每个输入信号对应的等效增益抑制在一个特定值K_p内，避免了MTPA环节的等效增益随输入信号的增加而大幅增加进而导致系统开环增益同步大幅增加而存在系统超调量增加、稳定时间延长的问题，可极大提高系统的稳定性。

技术领域

本发明属于电机控制领域，更具体地，涉及一种MTPA环节增益抑制方法及其应用。

背景技术

在实际的电机离散控制中，为增大凸极式永磁同步电机在同一电流限幅值下的电磁转矩输出能力，需要采用最大转矩电流比控制策略(MTPA， Maximum Torque per AmpereControl Strategy)对电机的直、交轴电流进行优化分配。对于隐极式电机或采用i_d＝0控制策略的凸极式电机，由于产生的电磁转矩表达式中不带有i_d分量，T_ASR正比于i_q。因此，在经过标幺化处理后，可以直接将ASR的输出作为电流环i_q的输入。

因此，针对凸极式永磁同步电机，由于在实际的电机离散控制系统中，转速调节器每拍输出的信号为转速参考值的微分，即角加速度信号。根据 IPMSM机械方程，角加速度正比于电机输出转矩，因此，可以认为转速调节器(ASR)的输出为一定倍数的参考转矩T_ASR。

在MTPA输入输出表达式的推导过程中，通常为了计算快捷方便，也经常令转速调节器的输出T_ASR等于电机定子电流的交轴分量i_q或等于电机定子电流幅值I_s。将I_s或i_q等效于T_ASR并将其作为MTPA环节的输入量，的确有助于减少MTPA算法输入输出关系之间的计算量。其中，当输入变量为I_s时，更容易通过对转速调节器的限幅来达到对电机定子电流最大值的精确控制；当输入变量为i_q时，MTPA环节的输入输出表达式变得尤为简单。

但是，该种简化方法会存在当MTPA环节的输入信号等于i_q时，随着输入信号的增大会引起MTPA环节的等效增益快速大幅度增大，这进而会导致电机离散控制系统的特征根向复平面右半平面平移，对系统的稳定性不利，使电机离散控制系统输入较大时超调量增加、稳定时间减小。因此，在MTPA环节输入较大时对K_mtpa进行抑制，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种MTPA环节增益抑制方法及其应用，用以解决现有 MTPA环节得到的等效增益随输入信号的增加而大幅增加进而导致电机控制系统开环增益同步大幅增加而存在系统稳定下差的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种MTPA环节增益抑制方法，包括：

将MTPA环节的等效增益函数乘以调节增益函数K_c，使得MTPA环节对每个周期输入信号产生的实际等效增益均抑制在期望等效增益K_p或K_p以下；

其中，K_c为输入信号的函数，K_p为预设值。