CN103414415A - 一种基于pi参数自整定的电机控制方法 - Google Patents

一种基于pi参数自整定的电机控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103414415A
CN103414415A CN201310283976XA CN201310283976A CN103414415A CN 103414415 A CN103414415 A CN 103414415A CN 201310283976X A CN201310283976X A CN 201310283976XA CN 201310283976 A CN201310283976 A CN 201310283976A CN 103414415 A CN103414415 A CN 103414415A
Authority
CN
China
Prior art keywords
controller
motor
fuzzy
tuning
parameter self
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310283976XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103414415B (zh
Inventor
石成富
李洁
石永丽
蒋顺凯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Zhongke Hui Electric Technology Co ltd
Original Assignee
石成富
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 石成富 filed Critical 石成富
Priority to CN201310283976.XA priority Critical patent/CN103414415B/zh
Publication of CN103414415A publication Critical patent/CN103414415A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103414415B publication Critical patent/CN103414415B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

本发明提供了一种基于PI参数自整定的电机控制方法，其在传统电机（永磁同步电机）伺服***的基础上，新增加了遗传控制器和模糊控制器。采用了遗传控制器分别对模糊控制器内部的模糊控制规则、量化因子与比例因子进行优化，得到最优的模糊控制规则、量化因子与比例因子；同时，采用了经遗传控制器优化后的模糊控制器对速度PI调节器进行PI参数自整定，从而保证***具有最优的动静态性能。本发明同时具备遗传算法能够寻全局最优和模糊算法自适应强、不依赖于控制对象的数学模型、抗干扰能力强的优点，能使电机（永磁同步电机）伺服***具有更优的动静态性能和更强的自适应力及更好的鲁棒性。

Description

一种基于PI参数自整定的电机控制方法
技术领域
本发明涉及电机控制技术的领域，尤其是涉及一种基于PI参数自整定的电机控制方法。
背景技术
随着电力电子技术、现代控制技术的发展，电机技术又有了进一步的提升，其中永磁同步电机就以其体积小、气隙磁通密度大、转矩容量比和转矩惯量比高以及没有转子励磁损耗等优点，已经逐渐成为了伺服***电机选型的“主流”。永磁同步电机交流伺服***现已广泛应用于各行各业。近几年，随着新能源的不断发展，尤其是风电装机量的迅速提升，永磁同步电机伺服***有了更广阔的市场需求。同时，市场也对伺服***作动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***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***，存在着包括负载阻力扰动、转子惯量变化扰动、摩擦力扰动、纹波推力扰动、齿槽推力扰动、永磁体磁链谐波扰动等多种扰动，这些扰动对***的精度、稳定性、动静态性能都会造成明显的影响。例如在机器人机械臂控制和光伏太阳能板展开过程中，***惯量是不停变化的：惯量变大，会使得***响应变慢，精度下降，甚至出现爬行现象，惯量变小容易使***超调或振荡。
近年来新兴的智能控制具有局部改进上述不足的优点，不过目前的研究中，很少通过学科交叉将其用于永磁同步电机伺服***中，在少有的相关研究中，也只是单一的对其研究，并没有将其各自的优势进行整合互补，其***性能还有待于进一步提升。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的上述缺陷，提供一种基于PI参数自整定的电机控制方法，该方法能同时具备遗传算法能够寻全局最优和模糊算法自适应强、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***具有更优的动静态性能和更强的自适应力及更好的鲁棒性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于PI参数自整定的电机控制方法，它包括如下步骤：
（1）通过霍尔传感器采集电机（永磁同步电机）三相电流ia、ib、ic，然后将其通过Clarke变换和Park变换得到d-q坐标系下电机的实际电流值id、iq；
（2）通过位置信号检测器采集电机的位置信号，并对位置信号进行微分得到速度信号；
（3）采用遗传控制器，分别对模糊控制器内部的模糊控制规则、量化因子与比例因子进行优化，得到最优的模糊控制规则、量化因子与比例因子；
（4）采用经遗传控制器进行优化后的模糊控制器对速度PI调节器进行PI参数自整定，保证***具有最优的动静态性能；
（5）通过经遗传控制器进行优化后的模糊控制器对速度PI调节器进行调节后，再通过电流PI调节器进行调节，得到旋转正交坐标系下给定的电机电压uq *、ud *，然后经IPark变换后得到静止两相正交坐标系下给定的电机电压uα *、uβ *；
（6）通过电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）得到功率管开通、关断的脉宽调制信号，驱动三相逆变器输出相应的三相电流ia、ib、ic来控制电机（永磁同步电机）跟随给定信号运行。
与现有技术相比，本发明的主要优势在于：
本发明提供了一种基于PI参数自整定的电机控制方法，其在传统电机（永磁同步电机）伺服***的基础上，新增加了遗传控制器和模糊控制器。采用了遗传控制器分别对模糊控制器内部的模糊控制规则、量化因子与比例因子进行优化，得到最优的模糊控制规则、量化因子与比例因子；同时，采用了经遗传控制器优化后的模糊控制器对速度PI调节器进行PI参数自整定，从而保证***具有最优的动静态性能。本发明同时具备遗传算法能够寻全局最优和模糊算法自适应强、不依赖于控制对象的数学模型、抗干扰能力强的优点，能使电机（永磁同步电机）伺服***具有更优的动静态性能和更强的自适应力及更好的鲁棒性。
附图说明
图1为本发明的整体原理框图；
图2为本发明中模糊控制器调节速度PI调节器的原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。
如图1、2所示，是本发明一种基于PI参数自整定的电机控制方法的具体实施方式，其具体实施步骤为：
（1）如图1所示，通过霍尔传感器采集电机（永磁同步电机）1三相电流ia、ib、ic，然后将其通过Clarke变换3和Park变换4得到d-q坐标系下电机的实际电流值id、iq；
（2）通过位置信号检测器2采集电机1的位置信号，并对位置信号进行微分得到速度信号；
（3）采用遗传控制器5，分别对模糊控制器6内部的模糊控制规则、量化因子与比例因子进行优化，得到最优的模糊控制规则、量化因子与比例因子；
（4）采用经遗传控制器5进行优化后的模糊控制器6对速度PI调节器7进行PI参数自整定，其原理如图2所示，从而保证***具有最优的动静态性能；
（5）通过经遗传控制器5进行优化后的模糊控制器6对速度PI调节器7进行调节后，再通过电流PI调节器8进行调节后，得到旋转正交坐标系下给定的电机电压uq *、ud *，然后经IPark变换9后得到静止两相正交坐标系下给定的电机电压uα *、uβ *；
（6）通过电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）10得到功率管开通、关断的脉宽调制信号，驱动三相逆变器11输出相应的三相电流ia、ib、ic来控制电机（永磁同步电机）1跟随给定信号运行。
以上实施方式仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于PI参数自整定的电机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）通过霍尔传感器采集电机（永磁同步电机）三相电流ia、ib、ic，然后将其通过Clarke变换和Park变换得到d-q坐标系下电机的实际电流值id、iq；
（2）通过位置信号检测器采集电机的位置信号，并对位置信号进行微分得到速度信号；
（3）采用遗传控制器，分别对模糊控制器内部的模糊控制规则、量化因子与比例因子进行优化，得到最优的模糊控制规则、量化因子与比例因子；
（4）采用经遗传控制器进行优化后的模糊控制器对速度PI调节器进行PI参数自整定，保证***具有最优的动静态性能；
（5）通过经遗传控制器进行优化后的模糊控制器对速度PI调节器进行调节后，再通过电流PI调节器进行调节，得到旋转正交坐标系下给定的电机电压uq *、ud *，然后经IPark变换后得到静止两相正交坐标系下给定的电机电压uα *、uβ *；
（6）通过电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）得到功率管开通、关断的脉宽调制信号，驱动三相逆变器输出相应的三相电流ia、ib、ic来控制电机（永磁同步电机）跟随给定信号运行。
CN201310283976.XA 2013-07-05 2013-07-05 一种基于pi参数自整定的电机控制方法 Expired - Fee Related CN103414415B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310283976.XA CN103414415B (zh) 2013-07-05 2013-07-05 一种基于pi参数自整定的电机控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310283976.XA CN103414415B (zh) 2013-07-05 2013-07-05 一种基于pi参数自整定的电机控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103414415A true CN103414415A (zh) 2013-11-27
CN103414415B CN103414415B (zh) 2016-12-28

Family

ID=49607405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310283976.XA Expired - Fee Related CN103414415B (zh) 2013-07-05 2013-07-05 一种基于pi参数自整定的电机控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103414415B (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103997274A (zh) * 2014-05-30 2014-08-20 清华大学 基于一维模糊控制的模型参考自适应***参数自整定方法
CN104155877A (zh) * 2014-08-19 2014-11-19 江苏科技大学 基于遗传算法的无刷直流电机模糊控制***及控制方法
CN104467596A (zh) * 2013-09-12 2015-03-25 中国计量学院 一种降低开关磁阻电动机转矩脉动的方法
CN104834329A (zh) * 2015-04-27 2015-08-12 重庆工商职业学院 一种模糊控制调整遗传算法优化参数的方法及其应用
CN104980069A (zh) * 2015-07-06 2015-10-14 南京邮电大学 一种无刷直流电机双闭环调速***多目标优化方法
CN105811848A (zh) * 2016-03-21 2016-07-27 太原理工大学 一种开关磁阻电机变增益pi控制方法
CN106817058A (zh) * 2015-11-27 2017-06-09 比亚迪股份有限公司 电动叉车的驱动控制方法、装置以及电动叉车
CN108549208A (zh) * 2018-03-14 2018-09-18 重庆邮电大学 一种基于因子自适应模糊pid的四旋翼飞行器姿态控制方法
CN109120198A (zh) * 2018-09-11 2019-01-01 江苏科技大学 基于触发机制的电机控制***及方法
CN106655903B (zh) * 2016-10-27 2019-04-23 江苏浩万智能科技有限公司 基于模糊自适应云模型的双永磁同步电机矢量控制方法
CN110838725A (zh) * 2019-09-19 2020-02-25 国电新能源技术研究院有限公司 一种风电场闭环pi控制器参数整定方法及装置
CN110857961A (zh) * 2018-08-22 2020-03-03 珠海格力电器股份有限公司 一种空调电机的调试方法、装置及***
CN111934585A (zh) * 2020-06-23 2020-11-13 同济大学 一种基于模糊pi控制的永磁同步电机伺服控制***
CN113141138A (zh) * 2021-04-30 2021-07-20 南京信息职业技术学院 一种用于异步电机驱动的自整定模糊控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005198490A (ja) * 2003-12-30 2005-07-21 Hyundai Motor Co Ltd 永久磁石同期モータの制御システム及び制御方法
CN102497152A (zh) * 2011-11-22 2012-06-13 重庆大学 旋转压实仪控制***及综合控制方法
CN202663351U (zh) * 2012-06-15 2013-01-09 河海大学常州校区 基于模糊自适应pid控制器的伺服电机转速控制***
CN102957372A (zh) * 2011-08-23 2013-03-06 上海工程技术大学 一种永磁同步电机双闭环控制***

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005198490A (ja) * 2003-12-30 2005-07-21 Hyundai Motor Co Ltd 永久磁石同期モータの制御システム及び制御方法
CN102957372A (zh) * 2011-08-23 2013-03-06 上海工程技术大学 一种永磁同步电机双闭环控制***
CN102497152A (zh) * 2011-11-22 2012-06-13 重庆大学 旋转压实仪控制***及综合控制方法
CN202663351U (zh) * 2012-06-15 2013-01-09 河海大学常州校区 基于模糊自适应pid控制器的伺服电机转速控制***

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丁文双: "永磁同步电机PI参数自整定", 《中国优秀硕士论文电子期刊网》 *
乔维德: "永磁同步电机直接转矩遗传模糊控制", 《宁波职业技术学院学报》 *

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104467596A (zh) * 2013-09-12 2015-03-25 中国计量学院 一种降低开关磁阻电动机转矩脉动的方法
CN103997274B (zh) * 2014-05-30 2016-05-18 清华大学 基于一维模糊控制的模型参考自适应***参数自整定方法
CN103997274A (zh) * 2014-05-30 2014-08-20 清华大学 基于一维模糊控制的模型参考自适应***参数自整定方法
CN104155877A (zh) * 2014-08-19 2014-11-19 江苏科技大学 基于遗传算法的无刷直流电机模糊控制***及控制方法
CN104834329A (zh) * 2015-04-27 2015-08-12 重庆工商职业学院 一种模糊控制调整遗传算法优化参数的方法及其应用
CN104980069A (zh) * 2015-07-06 2015-10-14 南京邮电大学 一种无刷直流电机双闭环调速***多目标优化方法
CN104980069B (zh) * 2015-07-06 2018-01-09 南京邮电大学 一种无刷直流电机双闭环调速***多目标优化方法
CN106817058A (zh) * 2015-11-27 2017-06-09 比亚迪股份有限公司 电动叉车的驱动控制方法、装置以及电动叉车
CN106817058B (zh) * 2015-11-27 2019-12-10 比亚迪股份有限公司 电动叉车的驱动控制方法、装置以及电动叉车
CN105811848A (zh) * 2016-03-21 2016-07-27 太原理工大学 一种开关磁阻电机变增益pi控制方法
CN105811848B (zh) * 2016-03-21 2018-05-04 太原理工大学 一种开关磁阻电机变增益pi控制方法
CN106655903B (zh) * 2016-10-27 2019-04-23 江苏浩万智能科技有限公司 基于模糊自适应云模型的双永磁同步电机矢量控制方法
CN108549208A (zh) * 2018-03-14 2018-09-18 重庆邮电大学 一种基于因子自适应模糊pid的四旋翼飞行器姿态控制方法
CN108549208B (zh) * 2018-03-14 2021-12-17 重庆邮电大学 一种基于因子自适应模糊pid的四旋翼飞行器姿态控制方法
CN110857961A (zh) * 2018-08-22 2020-03-03 珠海格力电器股份有限公司 一种空调电机的调试方法、装置及***
CN109120198A (zh) * 2018-09-11 2019-01-01 江苏科技大学 基于触发机制的电机控制***及方法
CN110838725A (zh) * 2019-09-19 2020-02-25 国电新能源技术研究院有限公司 一种风电场闭环pi控制器参数整定方法及装置
CN110838725B (zh) * 2019-09-19 2021-05-07 国电新能源技术研究院有限公司 一种风电场闭环pi控制器参数整定方法及装置
CN111934585A (zh) * 2020-06-23 2020-11-13 同济大学 一种基于模糊pi控制的永磁同步电机伺服控制***
CN113141138A (zh) * 2021-04-30 2021-07-20 南京信息职业技术学院 一种用于异步电机驱动的自整定模糊控制方法
CN113141138B (zh) * 2021-04-30 2022-09-20 南京信息职业技术学院 一种用于异步电机驱动的自整定模糊控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103414415B (zh) 2016-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103414415A (zh) 一种基于pi参数自整定的电机控制方法
US10731630B2 (en) Extended reaction power for wind farms
CN101499753B (zh) 基于永磁无刷直流电机的无刷伺服控制***和驱动装置
CN103236814B (zh) 基于分数阶积分滑模的永磁同步电机速度控制方法
CN109642536A (zh) 控制或处理***和方法
CN103872951A (zh) 基于滑模磁链观测器的永磁同步电机转矩控制方法
Shukla et al. A new analytical mppt-based induction motor drive for solar pv water pumping system with battery backup
CN105071731A (zh) 一种永磁同步电机高效加速控制方法
CN110323974A (zh) 一种基于比例谐振控制器优化的自抗扰控制方法
CN103051274A (zh) 基于变阻尼的二自由度永磁同步电机的无源性控制方法
WO2021110171A1 (zh) 一种基于p-u下垂特性的虚拟直流电机控制方法
CN108377117A (zh) 基于预测控制的永磁同步电机复合电流控制***及方法
Roy et al. Nonlinear backstepping controller design for improving fault ride through capabilities of DFIG-based wind farms
CN103647493B (zh) 一种永磁同步电机的h无穷转速估计方法
Liu et al. Second-order ESO-based current sensor fault-tolerant strategy for sensorless control of PMSM with B-phase current
CN105024612A (zh) 一种基于参数辨识的电机电流控制方法及***
Beniss et al. Improvement of Power Quality Injected into the Grid by Using a FOSMC-DPC for Doubly Fed Induction Generator.
CN114439691A (zh) 基于位置传感器的海上风电机组最大功率跟踪控制方法
CN103259483B (zh) 一种永磁同步电机控制方法
Sun et al. Research on SCESS-DFIG DC bus voltage fluctuation suppression strategy for frequency inertia regulation of power grid
Mendi et al. A speed sensorless modified perturb and observe mppt scheme for stand-alone pmsg based wind turbine system
CN116317756A (zh) 基于趋近律和扰动补偿的永磁同步直线电机滑模控制方法
Xiong et al. A novel algorithm of switched reluctance generator for maximum power point tracking in wind turbine application
Lešić et al. Fault-tolerant control of a wind turbine with generator stator inter-turn faults
Ducar et al. Efficiency analysis of a hydro-pump storage system for frequency support in microgrids

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Shi Chengfu

Inventor after: Wang Lingfeng

Inventor after: Li Jie

Inventor after: Jiang Shunkai

Inventor after: Zhang Feng

Inventor before: Shi Chengfu

Inventor before: Li Jie

Inventor before: Shi Yongli

Inventor before: Jiang Shunkai

COR Change of bibliographic data
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Li Jie

Inventor after: Jiang Xuefeng

Inventor after: Wang Lingfeng

Inventor before: Shi Chengfu

Inventor before: Wang Lingfeng

Inventor before: Li Jie

Inventor before: Jiang Shunkai

Inventor before: Zhang Feng

CB03 Change of inventor or designer information
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20170814

Address after: 402368 Chongqing Dazu District Dragon Dragon Town Road No. 178 Building 1 1-4 Tang

Patentee after: CHONGQING FENGCHUANG TECHNOLOGY CO.,LTD.

Address before: 400055 Banan District, Chongqing flower Bay No. 5, attached No. 7

Patentee before: Shi Chengfu

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190819

Address after: 211106 Jiangning, Jiangsu Province, general road, No. 29, district

Patentee after: Nanjing Zhongke Hui Electric Technology Co.,Ltd.

Address before: 402368 1-4, 178 Longtang Avenue, Longshui Town, Dazu District, Chongqing

Patentee before: CHONGQING FENGCHUANG TECHNOLOGY CO.,LTD.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20161228