[发明专利]一种永磁同步电机电流环PI调节器参数自整定方法及系统

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机电流环PI调节器参数自整定方法及系统，包括：将电流反馈环节简化为不带延迟的单位负反馈，简化掉PWM逆变器环节，得到包含PI调节器和定子绕组的简化电流环结构；基于简化电流环结构建立简化的电流环开环传递函数；将PI调节器传递函数和定子绕组传递函数形成零极点相消，得出一阶惯性环节形式的电流环闭环传递函数；针对定子电阻和定子电感随电机运行状态发生变化的情况，识别出最优估计的定子电阻和电感，实时调整PI调节器的参数。本发明实现了电流环PI调节器参数的自适应整定，解决了PI调节器参数与电机实际运行条件不匹配的问题。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机电流环PI调节器参数自整定方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

永磁同步电机(PMSM)的矢量控制一般采用双闭环或者三闭环级联控制结构，其中，最内环为电流环，一般采用PI调节器实现快速的电流控制。在电流环的PI调节器设计中，比例项系数k_p、积分项系数k_i和电机参数不匹配将导致系统运行性能的降低，还可能影响系统的运行稳定性。由于PMSM的定转子参数会随着温升和磁路饱和发生变化，因此，需要在电机运行过程中对PI调节器参数进行自整定。

现有技术中公开的相关永磁同步电机双闭环矢量控制PI调节器参数整定方法中，利用电流环闭环传递函数中的零极点相消原理将电流内环系统校正为一阶系统，并根据一阶系统的带宽整定出电流环PI调节器的比例系数和积分系数。该方法简化了电流环闭环传递函数，给出了电流环PI调节器参数的整定过程，但是并没有给出将电流环简化为一阶系统的具体方法，而且整定出的PI调节器参数不会随着电机实际运行过程发生变化，无法解决PI参数的自适应整定问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种永磁同步电机电流环PI调节器参数自整定系统，可以简化电流环控制结构，并实现PI调节器参数在电机实际运行过程中的自适应调整。

为实现上述目的，本发明的一方面，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一种永磁同步电机电流环PI调节器参数自整定方法，包括：

将电流反馈环节简化为不带延迟的单位负反馈，简化掉PWM逆变器环节，得到包含PI调节器和定子绕组的简化电流环结构；

基于简化电流环结构建立简化的电流环开环传递函数；

将PI调节器传递函数和定子绕组传递函数形成零极点相消，得出一阶惯性环节形式的电流环闭环传递函数；

针对定子电阻和定子电感随电机运行状态发生变化的情况，识别出最优估计的定子电阻和电感，实时调整PI调节器的参数。

本发明的另一方面，本发明的一个或多个实施例还提供了如下技术方案：

一种永磁同步电机电流环PI调节器参数自整定系统，包括：控制器，所述控制器被配置为执行以下步骤：

将电流反馈环节简化为不带延迟的单位负反馈，简化掉PWM逆变器环节，得到包含PI调节器和定子绕组的简化电流环结构；

基于简化电流环结构建立简化的电流环开环传递函数；

将PI调节器传递函数和定子绕组传递函数形成零极点相消，得出一阶惯性环节形式的电流环闭环传递函数；

针对定子电阻和定子电感随电机运行状态发生变化的情况，识别出最优估计的定子电阻和电感，实时调整PI调节器的参数。

本发明的第三方面，本发明的一个或多个实施例还提供了如下技术方案：