[发明专利]基于混合调节器的抗负载扰动方法及其装置

权利要求书

1.基于混合调节器的抗负载扰动方法及其装置，它包括PC机（1）、控制器（2）、电压检测单元（3）、隔离驱动单元（4）、电流检测单元（5）、转速检测单元（6）、三相不控整流桥（7）、母线储能电容（8）、三相全桥逆变器（9）、永磁同步电机（10）、编码器（11）、可调负载（12）。

2.根据权利要求1所述的基于混合调节器的抗负载扰动方法及其装置，其特征在于：三相不控整流桥（7）将三相交流电整流为直流电对母线储能电容（8）进行充电，电压检测单元（3）检测母线电压，三相全桥逆变器（9）将母线电压逆变后，为永磁同步电机（10）提供变频电源，电流检测单元（5）检测定子绕组电流，转速检测单元（6）测量电机转速并输入到控制器（2）中，控制器根据控制算法调制出PWM脉冲信号经隔离驱动单元（4）控制逆变器功率器件开通和关断。

3.根据权利要求1所述的基于混合调节器的抗负载扰动方法及其装置的控制器（2），其特征在于：给定转速与实际转速的偏差信号经速度环混合调节器（201），输出转矩给定信号，转矩给定值经转矩/电流分配单元（202）输出d、q轴电流给定值，电流实际值与给定值的偏差信号，分别输入到q轴电流PI调节器（203）和d轴电流调节器（204），两个调节器的输出信号与解耦控制器（205）输出信号运算后作为反Park变换单元（206）的输入，得到的两相电压给定值输入到SVPWM脉冲调制器（207），调制出的六路脉冲信号输入到隔离驱动单元（4）。

4.根据权利要求1和3所述的基于混合调节器的抗负载扰动方法及其装置，其特征在于：所述的速度环混合调节器（201）包括两部分构成，其中PI调节器根据速度偏差信号输出期望转矩值，滑模转矩观测器根据实际电流辨识出负载转矩实际值，二者运算后得到系统的转矩给定值。

5.根据权利要求4所述的基于混合调节器的抗负载扰动方法及其装置，其特征在于：所述的速度环混合调节器（201）其具体步骤如下：

步骤a、以负载转矩和转速作为状态变量，得到永磁同步电机状态方程如下：

ω·=1.5pn2J[ψfiq+(Ld-Lq)idiq]-pnJTL-BJωT·L=0]]>式中，i_d、i_q分别为电机的定子电流在d、q轴上的分量，L_d、L_q分别为电机的直轴同步电感和交轴同步电感；ω为电机电角速度；p_n为极对数；B为摩擦转矩粘滞系数；J为转动惯量；Ψ_f为电机转子磁通；T_e为电磁转矩；T_L为负载转矩。

步骤b、以负载转矩和转子电角速度作为状态变量，选取速度估计误差作为切换函数，滑模切换面定义为s(x)=0，构造如下形式的滑模观测器；

ω^·=1.5pn2J[ψfiq+(Ld-Lq)idiq]-pnJT^L-BJω^+usmoT^·L=lusmo]]>式中，usmo=ksgn(ω^-ω),]]>k为滑模增益，l为反馈增益，为估计速度，为估计负载转矩。

步骤c、选择合适参数确保实现滑模运动，根据广义滑模存在条件选择滑模增益如下：

k<-|pnT‾L+BJ|]]>

步骤d、将负载转矩观测器输出的转矩实际值、PI调节器输出的转矩期望值相加后作为混合调节器的输出。