[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，首先将当前转矩误差和定子磁链误差两个输入量输入到模糊控制器中；然后将两个输入量在模糊控制器中经模糊化、模糊推理、解模糊三部分，输出所选择的电压矢量角度和幅值，实现直接转矩控制。本发明可以有效减小转矩脉动和磁链脉动。

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，输出电压矢量角度和幅值，通过空间矢量调制技术控制逆变器。

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，进而优化控制系统性能。

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，首先将当前转矩误差和定子磁链误差两个输入量输入到模糊控制器中；然后将两个输入量在模糊控制器中经模糊化、模糊推理、解模糊三部分，输出所选择的电压矢量角度和幅值，实现直接转矩控制。

具体的，电压矢量角度和幅值对表面式永磁同步电机磁链和转矩变化量ΔT_e如下：

其中，为当前时刻的定子磁链，α为电压空间矢量角度与定子磁链的夹角，_p为极对数，ψ_f为转子磁链，_Ld为d轴电感，V_S为电压矢量幅值，大小为Δt为电压矢量作用时间。

进一步的，转矩脉动均方根误差T_{rip_RMSE}如下：

其中，T_e为实际转矩，为参考转矩，n为采样点个数。

进一步的，定子磁链脉动均方根误差ψ_{rip_RMSE}如下：

其中，ψ_s为实际磁链，为参考磁链。

进一步的，平均开关频率f_ave如下：

其中，N_switching为总开关频率，t为采样时间。

具体的，定义模糊控制规则如下：

当磁链误差为ZO，转矩误差为NB时，输出电压矢量角度与定子磁链夹角为-90度，幅值为λ1；

当磁链误差为ZO，转矩误差为NS时，输出电压矢量角度与定子磁链夹角为-90度，幅值为λ2；

当磁链误差为ZO，转矩误差为ZO时，输出电压矢量幅值为λ3，即为零电压矢量；

当磁链误差为ZO，转矩误差为PS时，输出电压矢量角度与定子磁链夹角为90度，幅值为λ2；

当磁链误差为ZO，转矩误差为PB时，备选电压矢量角度与定子磁链夹角为90度，幅值为λ1。