[发明专利]一种基于模糊逻辑的永磁同步电机直接转矩控制方法

说明书

本发明公开了一种基于模糊逻辑的永磁同步电机直接转矩控制方法，将当前转矩误差和定子磁链误差、定子磁链的角位置以及转矩角输入量输入模糊控制器中；将转矩脉动均方根误差、定子磁链脉动均方根误差和平均开关频率经模糊化、模糊推理和解模糊处理，输出所选择的基本电压矢量，完成直接转矩控制。本发明可以有效减小转矩脉动特别是高转矩下的转矩脉动，更进一步的降低了平均开关频率。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，具体涉及一种基于模糊逻辑的永磁同步电机直接转矩控制方法。

背景技术

直接转矩控制技术基于定子磁链坐标系并直接将转矩作为控制对象，避免了旋转坐标变换时的大量计算以及对电机参数的依赖性，其动态性能好，转矩响应时间短。

表面式永磁同步电机直接转矩控制系统中，有六个基本电压矢量和一个零电压矢量，由于常规直接转矩控制中转矩、磁链调节均采用离散的两个滞环控制器，通常在转矩、磁链误差很大和很小时易选择同一电压矢量，导致系统转矩响应迟钝，且易造成转矩脉动增大。引入模糊控制，将转矩误差和定子磁链误差分级，再根据定子磁链与α轴的夹角，输出基本电压矢量。

但是伴随着转矩的增大，转矩角增大，转矩角会影响电压矢量对转矩的作用规律，基于转矩角对电压矢量作用的影响规律，增加了转矩角输入，故此，提出一种基于模糊逻辑的永磁同步电机直接转矩控制方法，进而优化控制系统性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于模糊逻辑的永磁同步电机直接转矩控制方法，可有效减小转矩脉动特别是高转矩下的转矩脉动和平均开关频率。

本发明采用以下技术方案：

一种基于模糊逻辑的永磁同步电机直接转矩控制方法，将当前转矩误差和定子磁链误差、定子磁链的角位置以及转矩角输入量输入模糊控制器中；将转矩脉动均方根误差、定子磁链脉动均方根误差和平均开关频率经模糊化、模糊推理和解模糊处理，输出所选择的基本电压矢量，完成直接转矩控制。

具体的，根据永磁同步电机逆变器电压矢量图确定从原点到六边形六个顶点的六个基本电压矢量V₁～V₆和1个零电压矢量，根据模糊控制器中的模糊化、模糊推理、解模糊确定电压矢量，输出该电压矢量的开关状态。

进一步的，六个基本电压矢量V₁～V₆的角度集合α_1-6为：

α_1-6∈{-θ_s(k),60°-θ_s(k),120°-θ_s(k),180°-θ_s(k),240°-θ_s(k),300°-θ_s(k)}

其中，θ_s(k)为静止坐标系下定子磁链角位置。

具体的，转矩脉动均方根误差T_{rip_RMSE}为：

其中，T_e为实际转矩，T_e^*为参考转矩。

具体的，定子磁链脉动均方根误差ψ_{rip_RMSE}为：

其中，ψ_s为实际磁链，n为采样点个数。

具体的，电压矢量的平均开关频率f_ave为：

其中，N_switching为总开关频率，t为采样时间。