[发明专利]基于动态电感的电机PI控制参数整定方法

说明书

本发明公开了一种基于动态电感的电机PI控制参数整定方法，本方法通过电机标定测量得到电机d、q轴的电流、电压、转速等参数，依据永磁同步电机的稳态电压方程计算出不同电流对应的磁链，再根据磁链计算出不同电流下的动态电感值，最后根据动态电感值计算出PI参数值。本方法能够使PI参数适应所有工况的变化，提高了整个控制系统的精度，增强了系统鲁棒性，且计算量小，算法简单，节约了单片机内存空间，响应速度快，能够满足控制系统的实时性要求。

技术领域

本发明涉及一种基于动态电感的电机PI控制参数整定方法。

背景技术

电动汽车是清洁高效的可持续交通工具的发展产物，其发展很好地解决了石油能源危机和大气污染等问题。永磁同步电机内部含有永磁体，具有效率高、功率密度大、控制精度高等优点，因而非常适用于起步大转矩、对转矩精度和效率要求高的汽车领域。然而电动汽车系统的性能取决于驱动电机的控制性能，这就要求电机的控制精度尽可能地高。

基于矢量控制的永磁同步电机控制系统中都存在电流控制环节，其电流控制受到电流采样、系统工况变化的影响，电流变化具有时变性、滞后性、非线性以及系统内部及外部干扰等不确定性特征，因而传统的定参数PI控制或者根据转速分段计算的PI控制参数无法解决系统稳定性与准确性之间的矛盾。目前，目前基于智能算法，如神经网络、遗传算法等实现变PI参数控制技术存在运算量大、响应速度慢等问题，无法满足电动汽车控制的实时性要求。

因此，为了提高电机控制系统的性能，找出一种满足实时性的变PI控制参数的整定方法显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于动态电感的电机PI控制参数整定方法，本方法计算电机在不同电流下的动态电感值，根据动态电感值整定PI控制参数，使PI控制参数适应电机的工况变化，提高了整个控制系统的精度，增强了控制系统的鲁棒性，满足控制系统的实时性要求。

为解决上述技术问题，本发明基于动态电感的电机PI控制参数整定方法包括如下步骤：

步骤一、通过电机标定测量得到d、q轴电流i_d和i_q、电压u_d和u_q以及转速ω_e数据，依据永磁同步电机的稳态电压方程，计算得到电流极限圆内所有(i_d,i_q)点对应的电机d、q轴磁链和

步骤二、电机d、q轴磁链和随i_d、i_q非线性变化，表示为通过多项式拟合得到和对i_d和i_q的曲面方程；

步骤三、和的曲面方程分别对i_d和i_q求偏导，得到d轴的动态电感DL_d(i_d,i_q)为q轴的动态电感DL_q(i_d,i_q)为

步骤四、根据d、q轴的动态电感DL_d(i_d,i_q)和DL_q(i_d,i_q)分别计算得出d、q轴PI控制参数，其中d轴PI控制参数K_pd为K_id为q轴PI控制参数K_pq为K_iq为R_s为定子电阻、τ_f为PI控制电流环路延迟时间。

进一步，所述电机d、q轴磁链和的计算如下：