[发明专利]一种基于旋转高频注入法的无速度传感器控制方法

摘要

本发明公开了一种基于旋转高频注入法的无速度传感器控制方法，在转子角度和转速的估算中，高频信号注入法尤其适合零速和低速，同时采用模糊控制器替代传统PI速度调节器。在永磁同步电机矢量控制系统中，由于传统的PI调节器延时明显，自适应能力不高等因素，而模糊控制的鲁棒性强，干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱，尤其适合于非线性、时变及纯滞后系统的控制，模糊控制是基于启发性的知识及语言决策规则设计的，这有利于模拟人工控制的过程和方法，增强控制系统的适应能力，具有一定的智能水平，对那些数学模型难以获取、动态特性不易掌握或变化非常显著的对象非常适用。

主权项

1.一种基于旋转高频注入法和模糊PI控制的无速度传感器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：交流永磁同步电机检测输出三相电流ia、ib和ic；步骤2：三相电流ia、ib和ic经过Clark变换，输出两相静止直角坐标系α‑β下的两相定子电流iα和iβ；步骤3：两相定子电流iα和iβ经过Park变换，输出两相同步旋转坐标系d‑q下的两相电流id和iq；步骤4：将转子参数估算模块内的全维观测器中估算出转子转速的估计值乘以一常数得到估算的转子转速n，并将估算的转子转速n与实际的转子转速n*进行作差，差值通过模糊控制器PI调节后输出参考转矩步骤5：将输出参考转矩通过最大转矩电流比控制后得到q轴参考电流与步骤3中得到的电流i_q进行作差，差值通过PI调节后输出q轴参考电压u_q；步骤6：将输出参考转矩通过最大转矩电流比控制后得到d轴参考电流与步骤3中得到的电流i_d进行作差，差值通过PI调节后输出d轴参考电压u_d；步骤7：将步骤5中输出的q轴参考电压uq和步骤6中输出的d轴参考电压ud经过Park反变换，输出两相静止直角坐标系α‑β下的两相控制电压uα和uβ；步骤8：将步骤2中所得的两相定子电流i_α和i_β、注入的旋转两相高频电压信号u_asi和u_βsi与交流永磁同步电机输出的转矩T_e一并输入转子参数估算模块内进行估算处理，估算出转子转速的估计值和转子位置的估计值具体包括以下步骤；步骤81：将步骤2中所得的两相定子电流iα和iβ通过同步旋转高通滤波器后，剩下的电流分量只包含高频电流负序成分iαi‑in和iβi‑in；步骤82：将步骤81得到的高频电流负序成分iαi‑in和iβi‑in与外部注入的旋转两相高频电压信号uasi和uβsi一并作为外差法的输入，然后用外差法得出转子位置的误差角度θe；步骤83：将得到的误差角度θ_e与交流永磁同步电机输出的转矩T_e一并输入全维观测器进行估算处理，得到估计角度和估计速度步骤9：将步骤7中的两相控制电压uα和uβ与注入的旋转两相高频电压信号uasi和uβsi进行叠加后进行空间矢量调制，输出PWM波形至逆变器，逆变器向永磁同步电机输入三相电压ua、ub和uc，从而控制永磁同步电机。