[发明专利]抑制无刷直流电机转矩脉动控制系统及转矩脉动抑制方法

权利要求书

1.一种抑制无刷直流电机转矩脉动控制系统，包括直流电源U_s、Sepic变换器(1)、电压型逆变器(2)、直流电压采样模块(3)和电机控制器(4)；

直流电源U_s的正极连接Sepic变换器(1)的正极输入端，直流电源U_s的负极连接Sepic变换器(1)的负极输入端；

Sepic变换器(1)的输出端连接电压型逆变器(2)的输入端，电压型逆变器(2)的输出端连接被控无刷直流电动机(5)的三相绕组；

直流电压采样模块(3)用于采集Sepic变换器(1)输出的直流电压，并将采集直流电压信号送至电机控制器(4)；

采集被控无刷直流电动机(5)的霍尔信号并发送给电机控制器(4)，电机控制器(4)根据采集的电压信号和霍尔信号对Sepic变换器(1)和电压型逆变器(2)的工作状态进行控制；

其特征在于，

所述的电机控制器(4)包括前馈控制模块(4-1)、PID控制模块(4-2)、减法器(4-3)和加法器(4-4)；

前馈控制模块(4-1)，用于根据Sepic变换器(1)的多组的当前占空比α′和其输出的直流电压U_dc的历史数据拟合出当前占空比α′和直流电压U_dc之间的关系α′＝f(U_dc)，令U_dc＝4E_m，从而获得α′＝f(4E_m)，Sepic变换器(1)根据该关系式α′＝f(4E_m)及输入的参考电压4E_m输出当前占空比α′；

其中，E_m为电机的反电动势；

减法器(4-3)的被减数输入端接收的参考电压4E_m与其减数输入端接收的直流电压U_dc作差，并将获得的偏差E(k)作为PID控制模块(4-2)的输入；

PID控制模块(4-2)，用于根据接收的偏差E(k)采用下述公式一和二获得占空比增量α″，其中，

其中，U(k)是第k次采样电压输出值，k_p为调节比例系数；k_I为调节积分系数；k_D为调节微分系数；E(k)为第k次采样时的偏差；E(k-1)为第k-1次采样时的偏差；k为采样序号，k为大于或等于1的整数，j为变量，

加法器(4-4)用于对当前占空比α′和占空比增量α″进行叠加，使用叠加后的值α作为控制Sepic变换器(1)下一次占空比的控制指令，且α＝α′+α″。

2.根据权利要求1所述的一种抑制无刷直流电机转矩脉动控制系统，其特征在于，所述的Sepic变换器(1)包括电感L₁、电感L₂、电容C₁、电容C₂、二极管D₁和MOSFET管VT₀；

电感L₁的一端与直流电源U_s的正极连接，

电感L₁的另一端同时与电容C₁的一端和MOSFET管VT₀的源极连接，

电容C₁的另一端同时与电感L₂的一端和二极管D₁的阳极连接，

二极管D₁的阴极与电容C₂的一端连接，二极管D₁的阴极作为Sepic变换器(1)的一个输出端；

直流电源U_s的负极同时与MOSFET管VT₀的漏极、电感L₂的另一端和电容C₂的另一端连接，电容C₂的另一端作为Sepic变换器(1)的另一个输出端。