[发明专利]永磁同步电机二自由度分数阶控制方法

说明书

技术领域

本发明专利属于交流电机传动技术领域，涉及一种永磁同步电机二自由度分数阶控制方法。

背景技术

由于永磁同步电机具有高功率密度、快响应、高效率等优点，成为高精度、微进给伺服系统的最佳执行机构之一，得到了广泛的应用，也是现代交流传动控制技术研究的一个重要方向。

传统的PID调节器以其结构简单，较易实现而广泛应用到了电机控制系统之中。但传统的PID调节器存在以下缺点：如易受系统参数变化的影响，抗干扰能力弱等。因此在动静态性能要求较高的场合，传统PID调节器会有一定的局限性，无法满足要求。

二自由度PID控制是对传统PID控制的改进，与传统PID控制相比，它在较好跟踪性能的基础上可以有效的抑制干扰，既提高了控制系统的自由度，又改善了系统的品质。

由于被控系统的模型并不都是整数阶的，因此，传统PID控制器在一些领域并不适用，达不到最好的控制性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种永磁同步电机二自由度分数阶控制方法，解决现有技术适用范围小的问题。

本发明的目的是这样实现的，永磁同步电机二自由度分数阶控制方法，将传感器获得的电机转速ω_r和转子位置信息θ作为控制的反馈量，参考转速与电机转速ω_r的差值通过二自由度分数阶PI^λD^μ控制器计算得到参考转矩电流传感器测得的电流i_u、电流i_v、电流i_w经过3s/2s变换得到电流i_sα、电流i_sβ，电流i_sα、电流i_sβ经过2s/2r变换解耦成励磁电流i_d和转矩电流i_q；参考转矩电流和反馈的转矩电流i_q的差值经PI控制器计算得到参考转矩电压参考励磁电流与反馈的励磁电流i_d的差值通过PI控制器计算得到参考励磁电压参考转矩电压和参考励磁电压经过2r/2s变化得到α轴电压和β轴电压α轴电压和β轴电压经过PWM发生部分产生6路PWM信号控制三相逆变器，从而驱动电机运作。

本发明的特点还在于：

二自由度分数阶PI^λD^μ控制器由主控制器和补偿环节H(S)构成，主控制器为分数阶PID控制器，其公式在时域下表示为u(t)=Kp{e(t)+1TI∫0tλe(t)dt+TDdμe(t)dt}.]]>

本发明具有如下有益效果：

1、本发明将二自由度控制和分数阶PI^λD^μ控制有效的结合起来，系统既有较好的跟踪性能，又有较强的抑制干扰能力。

2、本发明中所用到的分数阶PI^λD^μ控制器将传统PID控制器的阶次推广到了分数领域，并可以取得优于整数阶PID的控制效果，有更好的控制性能。

3、本发明所用的控制方法，不光可以应用于整数阶领域，也可以适用于分数阶领域，适用范围更广。