[发明专利]基于矢量谐振自抗扰控制的谐波抑制方法、装置及系统

说明书

本发明适用于电机控制领域，提供了一种基于矢量谐振自抗扰控制的谐波抑制方法、装置及系统，所述方法包括以下步骤：获取永磁同步直线电机的相关参数，建立dq坐标系下的电流环控制模型；根据所述电流环控制模型确定q轴矢量谐振自抗扰控制器、d轴矢量谐振自抗扰控制器；获取q轴实际电流i_q和d轴实际电流i_d；将q轴给定电流与q轴实际电流i_q的差值输入到q轴矢量谐振自抗扰控制器，获得q轴给定电压将d轴给定电流与d轴实际电流i_d的差值输入到d轴矢量谐振自抗扰控制器，获得d轴给定电压本发明通过改进传统的自抗扰控制器为矢量谐振自抗扰控制器，实现了电机的驱动与电流谐波的抑制。

技术领域

本发明属于电机控制领域，尤其涉及永磁同步直线电机的控制领域，具体提供了一种基于矢量谐振自抗扰控制的谐波抑制方法、装置及系统。

背景技术

传统的数控机床为实现进给运动，主要采用“旋转伺服电动机+滚珠丝械”的驱动方案。由于此种方案存在诸多连接机构，导致系统惯量增加，动态响应速度降低，定位精度降低。而永磁同步直线电机不需要中间转换机构，实现了系统的直接驱动，避免了上述局限性，而且由于其具有精度高、行程广、响应快等特点被广泛应用于数控机床进给系统、长距离自动运输系统等场合。

永磁同步直线电机控制系统多采用三闭环控制，内环为电流环，中间环为速度环，外环为位置环。电流环作为控制系统的核心环节，是直线电机伺服系统能否实现高精密控制的关键。但是由于永磁同步直线电机运行过程中存在的齿槽效应、死区效应以及逆变器的非线性、参数失配等因素的影响，电流中存在各种阶次的谐波，造成直线电机产生推力波动，直接降低了控制系统的可靠性和平稳性。因此，开展PMSLM(永磁同步直线电机)的电流谐波抑制研究具有重要意义。

国内外主要从电机本体结构优化与控制策略两方面对电流谐波抑制开展研究。谐波抑制常用的控制策略有重复控制、预测电流控制、谐波注入等，上述的这些控制策略在谐波抑制效果方面具有一定的作用，但是同时都有不足之处。重复控制理论上可以抑制特定频率的谐波，适用于频率恒定的系统。但是当谐波频率发生变化时，需要重新设计控制器；预测电流控制可以快速精确跟踪到电流，对于谐波抑制具有不错的效果。但是预测控制是基于电机模型的控制方法，当模型不准确或者参数失配时，控制系统会产生扰动导致电流跟踪精度和谐波抑制效果下降；谐波注入法实现简单，计算量少。但是使用该方法搭建的谐波抑制环节需要电机的电感、电阻和磁链值。在电机运行过程中参数会因工况实时变化，该方法谐波抑制的准确性会降低；因此，亟需设计一种新的谐波抑制技术和手段。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于矢量谐振自抗扰控制的谐波抑制方法，旨在解决现有技术中导致的上述多项缺陷或缺陷之一。

本发明实施例是这样实现的，一种基于矢量谐振自抗扰控制的谐波抑制方法，所述方法包括以下步骤：

获取永磁同步直线电机的相关参数，建立dq坐标系下的电流环控制模型；

根据所述电流环控制模型确定q轴矢量谐振自抗扰控制器、d轴矢量谐振自抗扰控制器；

获取q轴实际电流i_q和d轴实际电流i_d；

将q轴给定电流与q轴实际电流i_q的差值输入到q轴矢量谐振自抗扰控制器，获得q轴给定电压将d轴给定电流与d轴实际电流i_d的差值输入到d轴矢量谐振自抗扰控制器，获得d轴给定电压

对获得的q轴给定电压d轴给定电压进行变换处理，生成PWM驱动信号，以通过PWM驱动信号控制逆变器输出电压信号驱动永磁同步直线电机。