[发明专利]基于H无穷控制的永磁同步电机矢量控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于H无穷控制的永磁同步电机矢量控制系统及方法，其包括转速环H∞鲁棒控制器、电流环PI控制器、Park逆变换模块、空间矢量脉宽调制模块、逆变器模块、永磁同步电机模块、Clark变换模块、Park变换模块、转速计算模块。本发明通过转速环H∞鲁棒控制器使得永磁同步电机矢量控制系统在受到外部扰动输入时，依旧能够保持良好的快速响应能力和鲁棒性，并且能够有效地抑制永磁同步电机的参数摄动对控制系统带来的影响。

主权项

1.一种基于H无穷控制的永磁同步电机矢量控制系统，其特征在于，包括：转速环H∞鲁棒控制器、电流环PI控制器、Park逆变换模块、空间矢量脉宽调制模块、逆变器模块、永磁同步电机模块、Clark变换模块、Park变换模块、转速计算模块；其中，/n转速环H∞鲁棒控制器，其输入端输入设定角速度ω_set与实际角速度ω_r的差值，经过转速环H∞鲁棒控制器的计算处理后输出q轴的参考电流给电流环PI控制器；/n电流环PI控制器，用于对电流环进行控制，使电流能够快速达到参考电流从而使电机电磁转矩达到负载转矩；包含两个电流环PI控制器，其中，第一个电流环PI控制器的输入为转速环H∞鲁棒控制器输出的q轴参考电流与Park变换模块输出的实际q轴电流i_q的差值，经过该第一电流环PI控制器后，输出q轴电压u_q给Park逆变换模块；第二个电流环PI控制器的输入为d轴参考电流与Park变换模块输出的实际d轴电流i_d的差值，其经过该第二个电流环PI控制器后，输出d轴电压u_d给Park逆变换模块；/nPark逆变换模块，其接收上述两个电流环PI控制器分别输出的d轴和q轴的电压u_d、u_q和永磁同步电机模块输出的转子电角度θ_e后，经过坐标轴变换，输出α轴和β轴的电压u_α、u_β给空间矢量脉宽调制模块；/n空间矢量脉宽调制模块，其接收Park逆变换模块输出α轴和β轴的电压u_α、u_β，通过调制处理后，输出调制信号给逆变器模块；/n逆变器模块，其接收空间矢量脉宽调制模块输出的调制信号后，输出三相电流i_A、i_B、i_C给永磁同步电机模块和Clark变换模块；/n永磁同步电机模块，其接收外部输入的负载转矩T_L和逆变器模块输出的三相电流i_A、i_B、i_C，经过永磁同步电机模块后，检测输出转速N_r和转子电角度θ_e；输出转速N_r给转速计算模块，输出转子电角度θ_e给Park变换模块和Park逆变换模块，作为坐标轴变换时所需的转子位置的参考值；/nClark变换模块，其接收逆变器模块输出的三相电流i_A、i_B、i_C，经过Clark变换后，输出α轴和β轴的电流i_α、i_β给Park变换模块；/nPark变换模块，其接收Clark变换模块输出的α轴和β轴的电流i_α、i_β和永磁同步电机模块输出的转子电角度θ_e后，经过Park变换后，分别输出d轴和q轴的实际电流i_d、i_q给电流环PI控制器作为输入；/n转速计算模块，用于将永磁同步电机模块输出的实际转速N_r转换为实际角速度ω_r，并将实际角速度ω_r输出给转速环H∞鲁棒控制器。/n