[发明专利]抑制永磁同步电机电流谐波的控制系统及方法

权利要求书

1.一种抑制永磁同步电机电流谐波的控制系统，其特征在于，包括：

电流采样模块：实时采样计算永磁同步电机的三相电流i_a、i_b、i_c以及转子位置θ；

电流坐标变换模块：将三相电流经过电流坐标变换得到同步旋转坐标系下包含谐波电流的分量i_d与i_q；对i_d与i_q由基波电流同步旋转坐标系变换到5次旋转坐标系下，得到包含5次谐波的直流分量i_5d与i_5q以及基波和7次谐波的交流量；对i_d与i_q由基波电流同步旋转坐标系变换到7次旋转坐标系下，得到包含7次谐波的直流分量i_7d与i_7q以及基波和5次谐波的交流量；

低通滤波处理模块：处理得到的5次谐波的直流分量i_5d与i_5q以及7次谐波的直流分量i_7d与i_7q；

模糊控制决策模块：将谐波直流分量i_5d、i_5q、i_7d和i_7q与目标谐波电流i_5dref＝i_5qref＝i_7dref＝i_7qref＝0比较得到谐波电流偏差信号e_5d、e_5q、e_7d和e_7q，以及相应的偏差变化率ec_5d、ec_5q、ec_7d和ec_7q，并计算得到谐波补偿电压u_5d、u_5q、u_7d和u_7q；

电压坐标变换模块：将5次同步旋转坐标系下的谐波补偿电压u_5d、u_5q通过坐标变换到静止两相αβ坐标系下，得到αβ坐标系下的谐波补偿电压u_α5、u_β5，将7次同步旋转坐标系下的谐波补偿电压u_7d、u_7q通过坐标变换到静止两相αβ坐标系下，得到αβ坐标系下的谐波补偿电压u_α7、u_β7；

谐波补偿电压注入模块：将谐波补偿电压u_α5、u_β5、u_α7和u_β7与同步旋转坐标系下的基波电流分量PI调节得到的两相静止坐标系下的参考电压u_α0、u_β0叠加，得到最终参考电压信号u_α和u_β；及

SVPWM调制模块：调制最终参考电压信号u_α和u_β，产生六路PWM驱动信号，控制逆变器注入谐波补偿电压到电机三相定子绕组中；

模糊控制决策模块包括四个独立的二维模糊控制器，二维模糊控制器包含模糊化、模糊推理、知识库和解模糊；其输入量为谐波偏差信号e_5d、e_5q、e_7d和e_7q以及相应偏差变化率ec_5d、ec_5q、ec_7d和ec_7q经过模糊化后输出到模糊推理；所述知识库包含用于存储输入输出语言变量的数据库以及用于存储相应专家经验规则的规则库；模糊推理过程参照规则库中专家经验规则，并以模糊语句“if…and…then…”条件语句的形式来表达模糊化后输入谐波偏差信号和输出模糊控制量之间存在的模糊逻辑关系；输出模糊控制量经过解模糊处理后得到谐波补偿电压；

5次谐波的两个模糊控制器参数保持一致，输入偏差的e_5d、e_5q以及偏差变化率ec_5d、ec_5q的模糊论域均为{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6}，与其对应的模糊集合为{NB(负大)，NM(负中)，NS(负小)，ZO(零)，PS(正小)，PM(正中)，PB(正大)}，其中NB取Z型隶属度函数，PB取S型隶属度函数，其余取三角形隶属度函数，输入偏差量化因子ke₅＝6/300＝0.02，偏差变化率因子kec₅＝10^-10；模糊输出值的模糊论域为{-3,-2,-1,0,1,2,3}，对应的模糊集合为{NB(负大)，NM(负中)，NS(负小)，ZO(零)，PS(正小)，PM(正中)，PB(正大)}，输出变量均取三角形隶属度函数，输出比例因子ku₅＝9/3＝3；

7次谐波两个模糊控制器参数保持一致，输入偏差的e_7d、e_7q以及偏差变化率ec_7d、ec_7q的模糊论域均为{-6,-4,-2,,0,2,4,6}，与其对应的模糊集合为{NB(负大)，NS(负小)，ZO(零)，PS(正小)，PB(正大)}，其中NB取Z型隶属度函数，PB取S型隶属度函数，其余取三角形隶属度函数，输入偏差量化因子ke₇＝6/100＝0.06，偏差变化率因子kec₇＝10^-8；模糊输出值的模糊论域为{-3,-2,-1,0,1,2,3}，对应的模糊集合为{NB(负大)，NS(负小)，ZO(零)，PS(正小)，PB(正大)}，输出变量均取三角形隶属度函数，输出比例因子ku₅＝6/3＝2。