[发明专利]一种抑制永磁同步电机转矩脉动的控制系统及算法

说明书

本发明涉及计算机算法技术领域，具体地说，是一种抑制永磁同步电机转矩脉动的控制系统及算法，该算法基于脑情感控制器的模型参考自适应用于无位置传感器永磁同步电机的控制，与传统无位置传感器模型参考自适应永磁同步电机的控制相比该算法可以根据电机当前工作状态，实时变更自适应律来达到更加准确快速的估计转子位子，从而有效的抑制被控电机的转矩脉动。该算法进一步改进还可以进行永磁同步电机参数的在线辨识，进一步优化对永磁同步电机的控制。

技术领域

本发明涉及计算机算法技术领域，具体地说，是一种抑制永磁同步电机转矩脉动的控制系统及算法，是基于脑情绪优化的模型参考自适应(MRAS)控制永磁同步电机的无位置传感控制算法，可以有效抑制转矩脉动可以应用在船舶电力推进系统和电动汽车动力系统。

背景技术

对于永磁同步电机，电机本体的设计的不同和其控制策略的选择对电机转矩脉动的影响很大。一般情况下，分别对同一个永磁同步电机进行控制时，有位置传感器控制策略比无位置传感器控制策略的转矩脉动要小。但是有位置传感器控制策略将机械传感器(霍尔位置传感器、旋转编码器等)安装在电机转轴上来获得永磁电机的位置和速度信息。但引入机械传感器后，由于机械式传感器不仅会増加电动机转轴的转动惯量，降低转子的机械性能，而且加大了电动机的尺寸和体积。同时安装机械传感器后一方面增加了外围硬件线路的连接，使系统易受干扰和不稳定，另一方面也增加了成本，尤其对于小功率的永磁电机驱动系统来说，传感器的成本在整个系统中所占比例较大，并且在一些特殊应用场合受工作环境的影响，安装机械传感器后系统的可靠性也会大大降低。因此研究永磁同步电机的无位置传感器的控制策略和抑制电机脉动的控制算法是非常重要的。基于脑情感控制的模型参考自适应的无位置传感器控制算法，比传统的模型参考自适应的无位置传感器控制算法对电机转子的位置估计精度更高，因此能进一步抑制转矩的脉动。

发明内容

针对现有无位置传感器永磁同步电机控制中转矩脉动过大的问题，本发明提供一种能够抑制无位置传感器永磁同步电机转矩脉动的控制系统及算法。

本发明采用的具体技术方案如下：

一种抑制永磁同步电机转矩脉动的控制系统，采用基于脑情感控制器模型参考自适应的无位置传感器矢量控制策略，包括速度环控制器、电流环控制器和基于脑情感控制的模型参考自适应的控制器；其中速度环采用传统滑模控制以提高系统的抗干扰能力，两电流环采用传统PI控制。对转子的位置速度的估计采用基于脑情感控制器的模型参考自适应控制，该估计方法能改善无位置传感器永磁同步电机控制过程中的转矩脉动问题。

一种抑制永磁同步电机转矩脉动的控制算法，采用基于脑情感控制器的模型参考自适应控制策略进行控制器的设计，其控制原理如下：

感官信号S_i可以用f的函数表示：

S_i＝f(e，u_p，u_c) (1)用的g函数处理S_i以实现感官皮层：

SC＝g(S_i) (2)

g函数表示为：

杏仁核和OFC学习模型设计为:

A＝V_iS_i (4)

ΔV_i＝αmax(0，EC-V_i-1)SC_i (5)

O＝W_iS_i (6)

ΔW_i＝β(E^l-EC)SC_i (7)