[发明专利]抑制无刷直流电机转矩脉动控制系统及转矩脉动抑制方法

摘要

抑制无刷直流电机转矩脉动控制系统及转矩脉动抑制方法，属于电机控制技术领域。解决了现有是无刷直流电动机普遍存在的转矩脉动问题。Sepic变换器，用于将幅值恒定的直流电源U_s电压转换为幅值可变的直流电压，电压型逆变器，用于将Sepic变换器输出的幅值可变的直流电压转化为交流电，并对被控无刷直流电动机进行驱动。直流电压采样模块用于采集Sepic变换器输出的直流电压，并将采集的直流电压信号送至电机控制器；采集被控无刷直流电动机的霍尔信号并发送给电机控制器，电机控制器根据采集的电压信号和霍尔信号对Sepic变换器和电压型逆变器的工作状态进行控制。主要用于控制电机转矩的脉动。

主权项

1.一种抑制无刷直流电机转矩脉动控制系统，包括直流电源Us、Sepic变换器(1)、电压型逆变器(2)、直流电压采样模块(3)和电机控制器(4)；直流电源Us的正极连接Sepic变换器(1)的正极输入端，直流电源Us的负极连接Sepic变换器(1)的负极输入端；Sepic变换器(1)的输出端连接电压型逆变器(2)的输入端，电压型逆变器(2)的输出端连接被控无刷直流电动机(5)的三相绕组；直流电压采样模块(3)用于采集Sepic变换器(1)输出的直流电压，并将采集直流电压信号送至电机控制器(4)；采集被控无刷直流电动机(5)的霍尔信号并发送给电机控制器(4)，电机控制器(4)根据采集的电压信号和霍尔信号对Sepic变换器(1)和电压型逆变器(2)的工作状态进行控制；其特征在于，所述的电机控制器(4)包括前馈控制模块(4‑1)、PID控制模块(4‑2)、减法器(4‑3)和加法器(4‑4)；前馈控制模块(4‑1)，用于根据Sepic变换器(1)的多组的当前占空比α′和其输出的直流电压Udc的历史数据拟合出当前占空比α′和直流电压Udc之间的关系α′＝f(Udc)，令Udc＝4Em，从而获得α′＝f(4Em)，Sepic变换器(1)根据该关系式α′＝f(4Em)及输入的参考电压4Em输出当前占空比α′；其中，Em为电机的反电动势；减法器(4‑3)的被减数输入端接收的参考电压4Em与其减数输入端接收的直流电压Udc作差，并将获得的偏差E(k)作为PID控制模块(4‑2)的输入；PID控制模块(4‑2)，用于根据接收的偏差E(k)采用下述公式一和二获得占空比增量α″，其中，其中，U(k)是第k次采样电压输出值，kp为调节比例系数；kI为调节积分系数；kD为调节微分系数；E(k)为第k次采样时的偏差；E(k‑1)为第k‑1次采样时的偏差；k为采样序号，k为大于或等于1的整数，j为变量，加法器(4‑4)用于对当前占空比α′和占空比增量α″进行叠加，使用叠加后的值α作为控制Sepic变换器(1)下一次占空比的控制指令，且α＝α′+α″。