[发明专利]一种永磁同步直线电机控制方法和控制系统

说明书

本发明提出了一种永磁同步直线电机控制方法和控制系统。所述控制方法包括：建立位移传感器与直线电机转子每个位置之间的对应关系，并通过位移传感器实时获取永磁同步直线电机的位置信息；利用观测器实时采集永磁同步直线电机控制系统输出的电气参数，并对电气参数进行测量解析获取永磁同步直线电机的位置信息；利用位移误差校正补偿器以观测器实时采集的位置信息为参考量对位置传感器实时采集的位置信息进行校正补偿，获得校正补偿后的位置信息；利用校正补偿后的位置信息通过速度计算获得永磁同步直线电机的实际速度，并利用实际速度与预先设定的速度参考值V_ref的差值送入速度PI控制器中对永磁同步直线电机进行闭环控制。

技术领域

本发明提出了一种永磁同步直线电机控制方法和控制系统，属于电机控制技术领域。

背景技术

永磁同步电机因其体积小、损耗小、效率高等优势得到了广泛应用。目前永磁同步直线电机控制系统常用id＝0的磁场定向的矢量控制方法，利用霍尔传感器和光栅尺位置传感器检测位置和速度信号进行电流环和速度环双闭环控制，或，无机械传感器的观测器控制方法。然而，这两中控制方法中，前者利用机械传感器的控制方法容易因机械传感器安装精度以及长时间使用损耗的情况下，造成位置信息检测不准确，误差逐渐增大的问题发生。而后者无机械传感器的观测器控制方法，由于要提高观测器测量精确性和鲁棒性的情况下，需要不断优化数学模块，导致数学模型负责繁琐，进而导致控制过程计算量大，响应不及时的问题发生。

发明内容

本发明提供了一种永磁同步直线电机控制方法和控制系统，用以解决现有永磁同步直线电机控制过程中，位置传感器因长时间使用后导致信息采集不准确，以及无位置传感器观测器的计算模块负责，计算量大、响应不及时的问题，所采取的技术方案如下：

一种永磁同步直线电机的控制方法，所述控制方法包括：

建立位移传感器与直线电机转子每个位置之间的对应关系，并通过所述位移传感器实时获取所述永磁同步直线电机的位置信息；

利用观测器实时采集永磁同步直线电机控制系统输出的电气参数，并对所述电气参数进行测量解析获取所述永磁同步直线电机的位置信息；

利用位移误差校正补偿器以所述观测器实时采集的位置信息为参考量对所述位置传感器实时采集的位置信息进行校正补偿，获得校正补偿后的位置信息；

利用所述校正补偿后的位置信息通过速度计算获得所述永磁同步直线电机的实际速度，并利用所述实际速度与预先设定的速度参考值V_ref的差值送入速度PI控制器中对所述永磁同步直线电机进行闭环控制。

进一步地，所述利用位移误差校正补偿器以所述观测器实时采集的位置信息为参考量对所述位置传感器实时采集的位置信息进行校正补偿，获得校正补偿后的位置信息，包括：

利用所述观测器采集的所述永磁同步直线电机的位置信息建立位移偏差模型；

利用所述位移偏差模型建立所述位移误差校正补偿器的状态空间方程；

基于所述状态方程的具体形式对所述位移误差校正补偿器的误差能观性能进行分析，并确定所述位移误差校正补偿器的极点；

根据所述位移误差校正补偿器的极点和状态空间方程建立所述位移误差校正补偿器的模型；

利用所述位移误差校正补偿器实时对所述位移传感器采集的位置信息存在的误差进行估计获取位移传感器偏差量；

利用所述位移传感器偏差量对所述位移传感器获取的位置信息进行补偿校正，获得校正补偿后的位置信息；

利用所述校正补偿后的位置信息计算获取电机转子的角速度ω和转子实际位置角度θ。

进一步地，所述位移偏差模型如下：