[发明专利]基于PI参数整定的永磁同步电机控制方法

说明书

本发明提供了一种基于PI参数整定的永磁同步电机控制方法，其在传统永磁同步电机伺服系统的基础上，新增了模糊控制器和无位置传感器控制，采用模糊控制器对速度PI调节器进行PI参数自整定，从而保证系统具有最优的动静态性能。构建滑膜观测器，利用反电动势估算转子位置以及转速，结果表明，本文所提方法可以有效估算电机转速和位置信息，实现永磁同步电机的无位置传感器控制。本发明具有模糊算法自适应强、不依赖于控制对象的数学模型、抗干扰能力强的优点，能使永磁同步电机伺服系统具有更优的动静态性能和更强的自适应力以及更好的鲁棒性，利用无位置传感器控制替代位置编码器，具有减少成本、对环境要求较低等优点。

技术领域

本发明涉及一种基于PI参数整定的永磁同步电机控制方法。

背景技术

随着现代电力电子与电力传动技术、自动控制技术的快速发展，永磁同步电机的性能也越来越好，永磁同步电机就以体积小、转矩容量比和转动惯量比高等优点，已经逐渐成为了伺服电机选型的“主流”。近几年，随着新能源的不断发展，永磁同步电机伺服系统有了更广阔的市场需求。同时，市场也对伺服系统的速度和精度提出了更严格的要求。

常见的基于矢量控制的永磁同步电机伺服系统采用速度环和快速电流环双环结构，其中最重要的速度调节器一般采用比例积分调节器(PI调节器)，PI调节器的调节性能和PI参数息息相关，传统的人工整定对人为经验过于依赖，且整定效果不能保证。

此外，传统PI调节器缺乏对工作环境的适应能力，而永磁同步电机是一个非线性、时变、大延时的复杂系统，存在包括负载阻力扰动、转子惯量变化扰动、摩擦力扰动、永磁体磁链谐波扰动等多种扰动，这些扰动对系统的精度、稳定性、动静态性能都会造成明显的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于PI参数整定的永磁同步电机控制方法。

为解决上述问题，本发明提供一种基于PI参数整定的永磁同步电机控制方法，包括：

采集永磁同步电机的三相电流i_a、i_b、i_c，将三相电流i_a、i_b、i_c转换为d-q轴系下永磁同步电机的实际电流值i_d、i_q；

通过滑膜观测器估算永磁同步电机的位置信号以及转子转速；

基于永磁同步电机的位置信号以及转子转速，采用模糊控制器5对速度PI调节器进行PI参数自整定；

基于实际电流值i_d、i_q，通过速度PI调节器6对电流环PI调节器7进行调节后，得到旋转正交坐标系下给定的电机电压u_d、u_q，将电机电压u_d、u_q变换得到静止两相正交坐标系下给定的永磁同步电机电压u_α、u_β；

基于静止两相正交坐标系下给定的电机电压u_α、u_β，来控制永磁同步电机跟随给定信号运行。

进一步的，在上述方法中，采集永磁同步电机的三相电流i_a、i_b、i_c，包括：

通过霍尔传感器采集永磁同步电机的三相电流i_a、i_b、i_c。

进一步的，在上述方法中，将三相电流i_a、i_b、i_c转换为d-q轴系下永磁同步电机的实际电流值i_d、i_q，包括：