CN103904972A - 一种新型永磁同步电机模糊无差拍算法矢量控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型永磁同步电机模糊无差拍算法矢量控制***,包括模糊PI控制器、无差拍电流预测控制模块、空间脉宽矢量调制模块、三相两电平逆变器、永磁同步电机模型和3s/2r变化模块。该控制***可以很好的应用于数字控制***中,具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及永磁同步电机控制领域,特别涉及一种采用模糊PI、无差拍电流预测组合算法的新型永磁同步电机矢量控制***。
背景技术
永磁同步电动机(Permanent Magnent Synchronous Motor,PMSM)是一个非线性、时变性和不确定性的复杂控制对象。在传统的矢量控制中(id=0),采用速度环和电流环双PID闭环控制策略。但是传统的PID参数较难确定,且动态性能较差。在永磁同步电动机的运行中,由于参数的变化,数学模型发生改变,传统的PID控制器无法在线整定,导致控制性能的下降。因此采用非常规PID控制器的永磁同步电机矢量控制算法具有广泛的应用前景。
发明内容
发明目的:本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种采用模糊PI、无差拍电流预测组合算法的新型永磁同步电机矢量控制***。
技术方案:本发明提供了一种新型永磁同步电机模糊无差拍算法矢量控制***,其特征在于:包括模糊PI控制器(101)、无差拍电流预测控制模块(102)、空间脉宽矢量调制模块(SVPWM)(103)、三相两电平逆变器(104)、永磁同步电机模型(105)和3s/2r变化模块(106);所述模糊PI控制器(101)的输入端接入速度指令值ω*并与永磁同步电机模型(105)的输出端相连;所述无差拍电流预测控制模块(102)的输入端分别与模糊PI控制器(101)、永磁同步电机模型(105)和3s/2r变换模块(106)的输出端连接;所述空间脉宽矢量调制模块(SVPWM)(103)的输入端分别与无差拍电流预测控制模块(102)和永磁同步电机模型(105)的输出端连接;所述三相两电平逆变器(104)的输入端与空间脉宽矢量调制模块(SVPWM)(103)的输出端连接;所述永磁同步电机模型(105)的输入端与三相两电平逆变器(104)的输出端连接;所述3s/2r变化模块(106)的输入端分别与三相两电平逆变器(104)和3s/2r变化模块(106)的输出端连接。
作为改进,所述模糊PI控制器采用通用的模糊PI控制器,模糊化、模糊推理和模糊决策、清晰化过程,模糊规则采用典型阶跃响应来推导出来的经验型规则。
作为另一种改进,所述无差拍电流预测控制模块采用离散状态下的控制方程:
通过输入端的电压电流值计算出第k+1时刻电流预测值,其计算公式为:
通过电流预测值推导出第k时刻施加在空间脉宽矢量调制模块上定子电压指令值,其计算公式为:
式中,id*、iq*为第k时刻的电流参考值与id′、iq′等效;id(k)、iq(k)为第k时刻采样得到的电流值;ω(k)为电机第k时刻转速值;Ts为***采样时间;L为电机定子电感值,R为定子电阻值;为定子电压指令值。
有益效果:本发明提供的新型永磁同步电机模糊无差拍算法矢量控制***,相对于现有技术,具有以下突出的优势:
(1)省去了传统的PID控制器中的速度环、电流环,免去了繁琐的PI参数预整定;
(2)采用模糊PI控制器、无差拍控制器可以具有优良的动静态性能,可以快速的整定PI参数,免去了繁琐的PI参数凑试过程,从而达到最优控制效果,且具有很好的抗干扰能力。
(3)该控制***可以很好的应用于数字控制***中,具有很好的应用前景。
附图说明
图1是本发明新型永磁同步电机模糊无差拍算法矢量控制***的模型图;
图2是本发明新型永磁同步电机模糊无差拍算法矢量控制***的结构图;
图3是本发明新型永磁同步电机模糊无差拍算法矢量控制***的预测电流结构图;
图4是本发明新型永磁同步电机模糊无差拍算法矢量控制***的定子电压指令值结构图;
图5是本发明新型永磁同步电机模糊无差拍算法矢量控制***的波形效果与传统的控制***的波形效果对比图;其中(a)为本发明新型永磁同步电机模糊无差拍算法矢量控制***的波形效果;(b)为传统的控制***的波形效果。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明,但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
新型永磁同步电机模糊无差拍算法矢量控制***,见图1和图2,包括:模糊PI控制器(101)、无差拍电流预测控制模块(102)、空间脉宽矢量调制模块(SVPWM)(103)、三相两电平逆变器(104)、永磁同步电机模型(105)、3s/2r变化模块(106)。
模糊PI控制器(101)一端接入速度指令值ω*和永磁同步电机模型(105)输出端相连,另一端与无差拍电流预测控制模块(102)一端相连。
模糊PI控制器(101)一端接入速度指令值ω*和永磁同步电机模型(105)的输出端相连,另一端与无差拍电流预测控制模块(102)的一端相连,无差拍电流预测控制模块(102)同时与3s/2r变换模块(106)输出端、永磁同步电机的检测输出端(105)相连,另一端与空间脉宽矢量调制模块(SVPWM)(103)相连。
空间脉宽矢量调制模块(SVPWM)(103)一端与无差拍电流预测模块(102)、3s/2r变换模块(106)相连,另一端与三相两电平逆变器(104)一端相连,三相两电平逆变器(104)另一端与永磁同步电机模型(105)、3s/2r变化模块(106)一端相连。3s/2r变化模块(106)另一端与永磁同步电机模型(105)输入输出端、无差拍电流预测控制模块(102)输入端相连。
模糊PI控制器(101)采用通用的模糊PI控制器,模糊化、模糊推理和模糊决策、清晰化过程,模糊规则采用典型阶跃响应来推导出来的经验型规则。
利用本发明新型永磁同步电机模糊无差拍算法矢量控制***中的模糊无差拍控制器的预测电流,见图3。
无差拍控制器采用离散状态下的控制方程,通过输入端的电压电流值,计算出第k+1时刻电流预测值,其计算公式为:
式中:id′、iq′为第k时刻的电流预测值;id(k)、iq(k)为第k时刻采样得到的电流值;ω(k)为电机第k时刻转速值;Ts为***采样时间;L为电机定子电感值,R为定子电阻值;
利用本发明新型永磁同步电机模糊无差拍算法矢量控制***中的模糊无差拍控制器的预测电压,见图4。通过预测电流值推导出第k时刻施加在SVPWM模块上定子电压指令值,其计算公式为:
图5给出了本发明新型永磁同步电机模糊无差拍算法矢量控制***的波形效果与与传统的控制***的波形效果对比图;如图5可知:本发明新型永磁同步电机模糊无差拍算法矢量控制***较传统控制***具有更快***动态响应速度,超调量更小,有一定的抗干扰性。
Claims (2)
1.一种新型永磁同步电机模糊无差拍算法矢量控制***,其特征在于:包括模糊PI控制器(101)、无差拍电流预测控制模块(102)、空间脉宽矢量调制模块(103)、三相两电平逆变器(104)、永磁同步电机模型(105)和3s/2r变化模块(106);所述模糊PI控制器(101)的输入端接入速度指令值ω*并与永磁同步电机模型(105)的输出端相连;所述无差拍电流预测控制模块(102)的输入端分别与模糊PI控制器(101)、永磁同步电机模型(105)和3s/2r变换模块(106)的输出端连接;所述空间脉宽矢量调制模块(103)的输入端分别与无差拍电流预测控制模块(102)和永磁同步电机模型(105)的输出端连接;所述三相两电平逆变器(104)的输入端与空间脉宽矢量调制模块(103)的输出端连接;所述永磁同步电机模型(105)的输入端与三相两电平逆变器(104)的输出端连接;所述3s/2r变化模块(106)的输入端分别与三相两电平逆变器(104)和3s/2r变化模块(106)的输出端连接。
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---|---|
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104283478A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-01-14 | 山东大学 | 一种电动汽车用永磁同步电机电流控制***及控制方法 |
CN104579088A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-04-29 | 石永丽 | 一种高可靠的电力驱动电机控制方法 |
CN105811840A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-07-27 | 徐辉 | 一种永磁同步伺服电机的无差拍电流控制方法 |
CN105871281A (zh) * | 2016-03-07 | 2016-08-17 | 大连理工大学 | 一种改进的永磁同步电机模型预测控制算法 |
CN105897097A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-08-24 | 北方工业大学 | 永磁同步电机电流预测控制方法及装置 |
CN109525158A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-03-26 | 北方工业大学 | 空调压缩机无差拍电流预测控制方法和*** |
CN109638887A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-04-16 | 东莞市钜大电子有限公司 | 一种光伏并网逆变器的无差拍模糊控制***及控制方法 |
CN109951127A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-06-28 | 南京航空航天大学 | 一种永磁同步电机无差拍电流预测控制***及其控制方法 |
CN110165951A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-08-23 | 浙江工业大学 | 一种基于扰动估计补偿的永磁同步电机双环无差拍预测控制方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102412593A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-04-11 | 哈尔滨九洲电气股份有限公司 | 光伏发电变流器的并网发电控制方法 |
CN102904520A (zh) * | 2012-10-09 | 2013-01-30 | 华东建筑设计研究院有限公司 | 一种永磁同步电机电流预测控制方法 |
-
2014
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102412593A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-04-11 | 哈尔滨九洲电气股份有限公司 | 光伏发电变流器的并网发电控制方法 |
CN102904520A (zh) * | 2012-10-09 | 2013-01-30 | 华东建筑设计研究院有限公司 | 一种永磁同步电机电流预测控制方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
P. BLAHA_ AND P. VACLAVEK: "Adaptive Control of PM Synchronous Motor using Dead-Beat Current Controllers", 《ELECTRICAL MACHINES AND SYSTEMS, 2009. ICEMS 2009. INTERNATIONAL CONFERENCE ON》 * |
陈立杨: "一种模糊PI无差拍DTC***研究与实现", 《电力电子技术》 * |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104283478A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-01-14 | 山东大学 | 一种电动汽车用永磁同步电机电流控制***及控制方法 |
CN104579088A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-04-29 | 石永丽 | 一种高可靠的电力驱动电机控制方法 |
CN104579088B (zh) * | 2014-12-25 | 2018-05-22 | 绵阳赛恩新能源科技有限公司 | 一种高可靠的电力驱动电机控制方法 |
CN105871281A (zh) * | 2016-03-07 | 2016-08-17 | 大连理工大学 | 一种改进的永磁同步电机模型预测控制算法 |
CN105871281B (zh) * | 2016-03-07 | 2018-02-16 | 大连理工大学 | 一种改进的永磁同步电机模型预测控制算法 |
CN105897097A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-08-24 | 北方工业大学 | 永磁同步电机电流预测控制方法及装置 |
CN105811840A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-07-27 | 徐辉 | 一种永磁同步伺服电机的无差拍电流控制方法 |
CN105811840B (zh) * | 2016-04-22 | 2018-11-30 | 深圳市百盛传动有限公司 | 一种永磁同步伺服电机的无差拍电流控制方法 |
CN109525158A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-03-26 | 北方工业大学 | 空调压缩机无差拍电流预测控制方法和*** |
CN109638887A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-04-16 | 东莞市钜大电子有限公司 | 一种光伏并网逆变器的无差拍模糊控制***及控制方法 |
CN109951127A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-06-28 | 南京航空航天大学 | 一种永磁同步电机无差拍电流预测控制***及其控制方法 |
CN110165951A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-08-23 | 浙江工业大学 | 一种基于扰动估计补偿的永磁同步电机双环无差拍预测控制方法 |
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