[发明专利]一种基于I/f启动策略抑制电机转速波动的方法及系统有效
| 申请号： | 201810840811.0 | 申请日： | 2018-07-27 |
| 公开（公告）号： | CN109039193B | 公开（公告）日： | 2020-08-18 |
| 发明（设计）人： | 尹泉;罗慧;张馨月 | 申请（专利权）人： | 华中科技大学 |
| 主分类号： | H02P21/05 | 分类号： | H02P21/05;H02P6/34 |
| 代理公司： | 北京轻创知识产权代理有限公司 11212 | 代理人： | 杨立;陈振玉 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 基于 启动 策略 抑制 电机 转速 波动 方法 系统 | ||
本发明涉及一种基于I/f启动策略抑制电机转速波动的方法及系统，本发明的方法借助于瞬时有功功率与瞬时无功功率估算I/f启动策略中电机实际的转子位置角，利用求得的电机实际转子位置角建立负载转矩观测器，将电机速度达到稳态值后实时观测的负载转矩作为此阶段电机输出实际电磁转矩的指令值，进而得到系统所需给定电流的实际值，并以此替换系统原有的给定电流值，因此在电机速度达到稳态值后实现了电磁转矩与负载转矩的平衡，而电机速度出现波动的根本原因是电磁转矩与负载转矩的不平衡，因此本发明可以从根本上消除了电机进入稳态转速值后的速度波动，实现了速度值的快速收敛，对于同步电机的低速控制具有重要的指导意义。
技术领域
本发明涉及电机驱动控制领域，具体涉及一种基于I/f启动策略抑制电机转速波动的方法及系统。
背景技术
永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor，PMSM)因其优越的性能广泛应用于伺服控制系统中，无位置传感器的PMSM控制技术降低了系统的复杂性，增强了系统的抗干扰能力，具有重要的研究意义。无位置传感器的控制主要通过采样系统中的电压与电流，结合电机实际参数，设计位置观测器观测出转子位置信息，在电机运行的低速段，电压电流信号易受干扰，估算精度下降，因此PMSM无位置传感器电机低速段的控制策略是近年来研究的热点。I/f启动策略因其结构简单稳定性高的优点广泛应用于永磁同步电机的低速启动控制中，但基本I/f启动策略存在一个不可避免的缺点：当电机速度达到稳态速度值后，受给定电流矢量的位置影响，电机速度波动较大收敛较慢，影响电机稳态运行的性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于I/f启动策略抑制电机转速波动的方法及系统，可以从根本上消除了电机进入稳态转速值后的速度波动，实现了速度值的快速收敛。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于I/f启动策略抑制电机转速波动的方法，包括以下步骤，
S1，根据电机的瞬时有功功率和瞬时无功功率估算电机在I/f启动过程中的实时转子位置角；
S2，根据所述实时转子位置角建立负载转矩观测器，实时观测I/f启动结束后电机转速达到稳态速度值后的实时负载转矩；
S3，根据所述实时负载转矩计算得到电机应输出电磁转矩的指令值，并根据电机应输出电磁转矩的指令值得到给定电流矢量幅值的指令值，且根据给定电流矢量幅值的指令值进行给定电流矢量幅值的切换。
在上述技术方案的基础上，本发明的方法还可以做如下改进。
进一步，设电机的给定电流矢量所在轴系为m-n坐标系，电机的同步旋转坐标系为d-q坐标系；
所述S1具体为，
S11，联立电机的瞬时有功功率模型和瞬时无功功率模型，解算得到I/f启动过程中给定电流矢量与电机旋转d轴之间的夹角θ；
S12，根据I/f启动过程中给定电流矢量与电机旋转d轴之间的夹角θ，计算得到电机的同步旋转d-q坐标系与给定电流矢量所在的m-n坐标系之间夹角θ1；
S13，根据电流矢量在加速阶段为匀加速圆周运动，计算得到给定电流矢量的旋转电角度为θg；
S14，根据电机的同步旋转d-q坐标系与给定电流矢量所在的m-n坐标系之间夹角θ1，以及给定电流矢量的旋转电角度为θg，计算得到电机转子转过的电角位移θw，电机转子转过的电角位移θw即为电机在I/f启动过程中的实时转子位置角。
进一步，所述S11中，构建瞬时有功功率模型和瞬时无功功率模型的步骤包括，
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