[发明专利]一种永磁同步发电机直接转矩控制方法

摘要

一种永磁同步发电机直接转矩控制方法，所述方法的步骤包括建立永磁同步发电机在坐标系下的非线性数学模型；设计转速控制环的PI型控制器，将转速指令值与实测转速值通过PI型控制器运算，得出内环电磁转矩的指令值；建立永磁同步发电机定子磁链和电磁转矩幅值为状态变量的状态方程；求出永磁同步发电机原系统的永磁同步发电机逆系统表达式；构建一个新的伪线性系统；求出伪线性系统等效的线性化子系统；采用变指数趋近律的方法设计等效的线性化子系统的滑模变结构控制律；将此控制律代入逆系统的表达式中，反解出原系统的控制量。本发明实现了永磁同步发电机直接转矩控制中电磁转矩和定子磁链幅值的线性化解耦控制，整个控制系统的鲁棒性强。

主权项

一种永磁同步发电机直接转矩控制方法，包括永磁同步发电机在αβ坐标系下的非线性数学模型，其特征在于，所述方法的步骤如下：(1)建立永磁同步发电机在αβ坐标系下的非线性数学模型；(2)设计转速控制环的PI型控制器，将转速指令值与实测转速值通过PI型控制器运算，得出内环电磁转矩的指令值；(3)建立永磁同步发电机定子磁链和电磁转矩幅值为状态变量的状态方程；(4)求出永磁同步发电机原系统的逆系统表达式；(5)构建一个新的伪线性系统；(6)求出伪线性系统等效的线性化子系统；(7)采用变指数趋近律的方法设计等效的线性化子系统的滑模变结构控制律；(8)将此控制律代入逆系统的表达式中，反解出原系统的控制量；所述方法选取系统的状态变量为[x1,x2]＝[Te,ψs]，控制量为[u1,u2]＝[usα,usβ]，输出量为[y1,y2]＝[x1,x2]＝[Te,ψs]，所述状态方程为：x·1=f1(x)+g11u1+g21u2x·2=f2(x)+g12u1+g22u2y1=x1y2=x2]]>式中，f2(x)＝‑2Rs(ψsαisα+ψsβisβ)；g21＝2ψsα，g22＝2ψsβ；令计算可得|G|≠0其中，Rs、Ls分别为PMSG的定子电阻和电感；usα、usβ、isα、isβ分别为定子电压和电流的α、β轴分量；ψsα、ψsβ分别为定子磁链的α、β轴分量；Te为永磁同步发电机的电磁转矩；ψs为永磁同步发电机的定子磁链；ωe为永磁同步发电机转子旋转电角速度；np为永磁同步发电机的电机极对数；定义矩阵且矩阵分量矩阵分量矩阵分量g21＝2ψsα，矩阵分量g22＝2ψsβ。