申请/专利权人：山东工商学院

申请日：2023-04-26

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN117792171A

主分类号：H02P21/00

分类号：H02P21/00;H02P21/22;H02P25/02

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.16#实质审查的生效;2024.03.29#公开

摘要：本发明提供了一种采用奇同次控制实现异步电机转速跟踪的方法，其通过传感器测量电机的三相静止坐标系中电流以及电机的转速；然后通过三相到两相以及静止到旋转的变换得到两相旋转电流信号；然后通过实际转速与期望转速的比较得到转速误差信号；再将整个控制任务分解为转速控制子回路、t轴电流控制子回路、m轴电流控制子回路；然后采用误差形成奇同次累积迭代项、奇同次差分项组成每个回路的奇同次控制规律，最终实现整个大回路的转速控制功能，该方法能够弥补传统PID控制性能不足的问题。

主权项：1.一种采用奇同次控制的异步电机转速自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S10，采用测速传感器测量异步电机转子的角速度，记作ω；采用传感器测量异步电机三相静止坐标系中的电流信号，分别记作ia、ib、ic；然后采用三相到两相变换，得到两相静止坐标系中的电流信号，记作iα、iβ；然后再采用从两相静止到两相旋转坐标系变换，得到两相旋转电流信号，分别记作ist、ism；其旋转变换方式如下所示： 其中N3为三相异步电动机的每相等效绕组的匝数；N2为与三相异步电动机等效的两相电动机等效绕组的匝数，选取 其中ist为两相旋转t轴电流信号、ism为两相旋转m轴电流信号；为两相静止坐标系与两相旋转坐标系之间的夹角，其计算方式如下： 其中np为电机极对数，为常值参数；ωs为电机转差角频率，其计算方式如下： 其中Lm为定子等效绕组与转子等效绕组的互感系数，为常值参数；Tr为电机转子时间常数，为常值参数；ψr为转子磁链；步骤S20，根据异步电机的转速指令信号与异步电机转子的角速度进行比较，得到转速误差信号；然后根据转速误差信号，进行13次、15次、53次的奇同次误差变换，得到奇同次转速误差综合信号；再根据转速误差信号，分别进行1次、13次、15次以及53次的奇同次累积迭代，分别得到转速误差累积迭代信号、转速误差13次累积迭代信号、转速误差15次累积迭代信号、转速误差53次累积迭代信号；再根据转速误差信号分别进行1次、13次、15次以及53次差分解算，求解转速数字差分信号、转速13次差分信号、转速15次差分信号、转速53次差分信号；最后对上述的奇同次转速误差综合信号以及转速误差累积迭代信号、转速误差13次累积迭代信号、转速误差15次累积迭代信号、转速误差53次累积迭代信号、转速数字差分信号、转速13次差分信号、转速15次差分信号、转速53次差分信号进行综合得到两相旋转电流中的t轴理想电流信号如下：e＝ωd-ω；g1＝k1e+k2e13+k3e15+k4e53； 其中ωd为异步电机的转速指令信号，e为转速误差信号；g1为奇同次转速误差综合信号，k1、k2、k3、k4为常值控制参数；T为常值微积分参数；sa1为转速误差累积迭代信号；sa2为转速误差13次累积迭代信号、sa3为转速误差15次累积迭代信号、sa4为转速误差53次累积迭代信号；da1为转速数字差分信号、da2为转速13次差分信号、da3为转速15次差分信号、da4为转速53次差分信号，为两相旋转电流中的t轴理想电流信号，k5、k6、k7、k8、k9、k9、k10、k11、k12为常值控制参数；步骤S30，根据所述的两相旋转电流中的t轴理想电流信号与两相旋转t轴电流信号进行比较，得到t轴电流误差信号；然后根据t轴电流误差信号，进行13次、15次的奇同次误差变换，得到奇同次t轴电流误差综合信号；再根据t轴电流误差信号，分别进行1次、13次、15次的奇同次累积迭代，分别得到t轴电流误差累积迭代信号、t轴电流误差13次累积迭代信号、t轴电流误差15次累积迭代信号；再根据t轴电流误差信号分别进行1次、13次、15次差分解算，求解t轴电流误差差分信号、t轴电流误差13次差分信号、t轴电流误差15次差分信号、t轴电流误差53次差分信号；最后对上述的奇同次t轴电流误差综合信号以及t轴电流误差累积迭代信号、t轴电流误差13次累积迭代信号、t轴电流误差15次累积迭代信号、t轴电流误差差分信号、t轴电流误差13次差分信号、t轴电流误差15次差分信号进行综合叠加得到解算t轴总控制信号如下： g2＝l7z+l8z13+l9z15； u1＝g2+l1sa1+l2sa2+l3sa3+l4da11+l5da21+l6da31；其中为两相旋转电流中的t轴理想电流信号，z为t轴电流误差信号；g2为奇同次t轴电流误差综合信号；sa11为t轴电流误差累积迭代信号；sa21为t轴电流误差13次累积迭代信号、sa31为t轴电流误差15次累积迭代信号、da11为t轴电流误差差分信号、da21为t轴电流误差13次差分信号、da31为t轴电流误差15次差分信号，l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7、l8、l9为常值控制参数，u1为t轴控制总信号；步骤S40，根据异步电机设定的m轴理想电流信号与两相旋转m轴电流信号进行比较，得到m轴电流误差信号；然后根据m轴电流误差信号，进行13次、15次的奇同次误差变换，得到奇同次m轴电流误差综合信号；再根据m轴电流误差信号，分别进行1次、13次、15次的奇同次累积迭代，分别得到m轴电流误差累积迭代信号、m轴电流误差13次累积迭代信号、m轴电流误差15次累积迭代信号；再根据m轴电流误差信号分别进行1次、13次、15次差分解算，求解m轴电流误差差分信号、m轴电流误差13次差分信号、m轴电流误差15次差分信号、m轴电流误差53次差分信号；最后对上述的奇同次m轴电流误差综合信号以及m轴电流误差累积迭代信号、m轴电流误差13次累积迭代信号、t轴电流误差15次累积迭代信号、m轴电流误差差分信号、m轴电流误差13次差分信号、m轴电流误差15次差分信号进行综合叠加得到解算m轴总控制信号如下： g3＝j1w+j2w13+j3w15； u2＝g2+j7sb1+j8sb2+j9sb3+j4db1+j5db2+j6db3；其中为两相旋转电流中的m轴理想电流信号，w为m轴电流误差信号；g3为奇同次m轴电流误差综合信号；sb1为m轴电流误差累积迭代信号；sb2为m轴电流误差13次累积迭代信号、sb3为m轴电流误差15次累积迭代信号、db1为m轴电流误差差分信号、db2为m轴电流误差13次差分信号、db3为m轴电流误差15次差分信号，j1、j2、j3、j4、j5、j6、j7、j8、j9为常值控制参数，u2为m轴控制总信号；步骤S50，将t轴控制总信号与m轴控制总信号进行由步骤S10中的两相静止到两相旋转坐标系变换的逆变换、三相到两相变换的逆变换，然后将得到的三相信号输送给异步电机，从而实现异步电机的转速控制。

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