[发明专利]一种基于直接特征控制的新型无刷直流电机控制方法

摘要

一种基于直接特征控制的无刷直流电机控制方法，包括以下环节：（1）在三相坐标系下无刷直流电机的定子三相电压方程；（2）根据步骤（1）列出的电压方程，将定子三相的电流和转子三相的磁链作为状态变量，列出对应的状态方程观测器；（3）根据步骤（2）设计滑模变结构观测器，观测出当前状态定子三相的电流和转子三相的磁链；（4）根据步骤（2）的状态方程，离散化处理后，得到预测控制方程，即预测出下一时刻定子三相的电流和转子三相的磁链；（5）将预测出来定子三相的电流与给定的转矩以及给定转子磁链算出的定子三相电流一起经过特征方程解出定子三相的电压，并将其送入SVPWM中。本发明可广泛应用于家电、办公自动化、汽车电子等领域。

主权项

1.一种基于直接特征控制的新型无刷直流电机控制方法,主要包括以下步骤：1)本控制方法由如下模块执行：电流传感器，位置传感器，电角速度计算模块，坐标变换模块，单位延时模块，预测控制模块，定子三相电流分量isa、isb、isc的给定值计算模块，无刷直流电机，滑模变结构观测器模块，SVPWM即空间矢量脉宽调制模块，无刷直流电机特征控制模块，转速调节器ASR；坐标变换模块分别与无刷直流电机特征控制、空间矢量脉宽调制模块相连；2)电流传感器检测无刷直流电机中三相定子电流isa、isb、isc的值；3)无刷直流电机转子旋转的电角度θ输入至转速计算模块中，对电角度θ进行求导，得到转速反馈值ω；4)将检测出的在tn‑T时刻的定子电流分量isa、isb、isc，tn‑T时刻的定子电压分量usa、usb、usc，以及转速反馈值ω这七个变量作为输入，送至滑模变结构观测器模块中观测出tn‑T时刻的定子电流分量isa、isb、isc，转子磁链分量ψra、ψrb、ψrc的值；5)将步骤(4)观测出tn‑T时刻的定子电流分量isa、isb、isc，转子磁链分量ψra、ψrb、ψrc的值送入预测控制模块得到tn时刻的定子电流分量isa、isb、isc，转子磁链分量ψra、ψrb、ψrc的值；6)将给定转速ωc与转速反馈值ω作差之后经过转速调节器ASR得到给定转矩Tec，将给定转矩Tec，转速反馈值ω送入定子三相电流分量isa、isb、isc的给定值计算模块，输出的是isa、isb、isc的给定值，记为iac、ibc、icc；7)将步骤(5)预测出tn时刻的定子电流分量isa、isb、isc，电角度θ，以及步骤(6)输出的定子三相电流分量isa、isb、isc的给定值iac、ibc、icc作为输入，送至无刷直流电机特征控制模块中，输出是tn时刻的定子三相电压分量usa、usb、usc；8)将步骤(7)tn时刻的定子三相电压分量usa、usb、usc分别经过单位延迟模块，即延时一个T周期，得到tn‑T时刻的定子三相电压分量usa、usb、usc，这就是步骤(4)所需要的tn‑T时刻的定子三相电压分量usa、usb、usc；9)将步骤(7)计算出的tn时刻的定子电压分量usa、usb、usc转换为静止坐标系下α轴，β轴的电压usα，usβ作为输入，送至SVPWM模块中，产生六路PWM信号，以此作为逆变器三个桥臂的IGBT的门极驱动信号，来产生三相交流电压驱动无刷直流电机工作。