電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制器、電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機(jī)控制領(lǐng)域，尤其涉及電機(jī)轉(zhuǎn)速控制器、電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在永磁同步電機(jī)控制中尤其是在伺服控制場(chǎng)合，要求轉(zhuǎn)速控制器具有較寬的帶 寬，以快速、準(zhǔn)確地跟蹤轉(zhuǎn)速指令信號(hào)。在電機(jī)存在電氣參數(shù)擾動(dòng)及隨機(jī)擾動(dòng)條件下，要求 轉(zhuǎn)速跟蹤性能不受上述擾動(dòng)的影響或者在擾動(dòng)條件下能夠較快地恢復(fù)，即對(duì)擾動(dòng)具有強(qiáng)魯 棒性等特點(diǎn)。
[0003] 現(xiàn)有的轉(zhuǎn)速控制器中，基于解耦控制原理的PI控制器得到了廣泛的應(yīng)用，因?yàn)橹?要將PI控制器帶寬設(shè)計(jì)的足夠大就能夠滿足要求，但是受轉(zhuǎn)速控制器飽和效應(yīng)影響，轉(zhuǎn)速 控制器帶寬受到很大的限制，從而造成轉(zhuǎn)速跟蹤誤差。另外，在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，電機(jī)的機(jī) 械參數(shù)如轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和粘滯系數(shù)、負(fù)載轉(zhuǎn)矩會(huì)隨不同運(yùn)行工況條件的變化而變化，受上述因 素的影響，采用傳統(tǒng)的PI控制器會(huì)降低電機(jī)的控制性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種電機(jī)轉(zhuǎn)速控制器及電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方法，旨在使 得該轉(zhuǎn)速控制器具有比傳統(tǒng)的變結(jié)構(gòu)控制器更寬的帶寬，而且對(duì)參數(shù)或外部擾動(dòng)魯棒性 強(qiáng)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制器，包括：
[0006] 檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速；
[0007] 開(kāi)關(guān)分量計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速、電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速、預(yù)先計(jì)算的 外部擾動(dòng)量，計(jì)算獲得轉(zhuǎn)速控制器的開(kāi)關(guān)分量；
[0008] 連續(xù)分量計(jì)算模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的公式計(jì)算獲得轉(zhuǎn)速控制器的連續(xù)分量；
[0009] 轉(zhuǎn)矩輸出模塊，用于計(jì)算所述轉(zhuǎn)速控制器的開(kāi)關(guān)分量和連續(xù)分量的和，獲得電機(jī) 的電磁參考轉(zhuǎn)矩，并輸出該電磁參考轉(zhuǎn)矩。
[0010] 優(yōu)選地，所述開(kāi)關(guān)分量計(jì)算模塊包括：
[0011] 干擾獲取單元，用于獲取轉(zhuǎn)速控制器的目標(biāo)轉(zhuǎn)速及所述檢測(cè)模塊所檢測(cè)的電機(jī)轉(zhuǎn) 速，計(jì)算所述電機(jī)轉(zhuǎn)速及目標(biāo)轉(zhuǎn)速的誤差X ;
[0012] 滑模面獲得單元，用于根據(jù)所述電機(jī)轉(zhuǎn)速及目標(biāo)轉(zhuǎn)速的誤差X，生成轉(zhuǎn)速控制器的 滑模面S ;
[0013] 符號(hào)處理單元，用于對(duì)所述滑模面s進(jìn)行符號(hào)處理，以對(duì)所述滑模面s添加符號(hào)；
[0014] 增益處理單元，用于將添加符號(hào)后的滑模面s與預(yù)先計(jì)算的增益進(jìn)行處理，獲得 轉(zhuǎn)速控制器的開(kāi)關(guān)分量。
[0015] 優(yōu)選地，所述預(yù)先計(jì)算的增益kTe為：kTe=-(|d|_+S)，其中S為正小常數(shù)，d為 轉(zhuǎn)速控制器的外部干擾量。
[0016] 優(yōu)選地，所述連續(xù)分量計(jì)算模塊中的連續(xù)分量Traq計(jì)算公式為：
[0017]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制器包括： 檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速； 開(kāi)關(guān)分量計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速、電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速、預(yù)先計(jì)算的外部 擾動(dòng)量，計(jì)算獲得轉(zhuǎn)速控制器的開(kāi)關(guān)分量； 連續(xù)分量計(jì)算模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的公式計(jì)算獲得轉(zhuǎn)速控制器的連續(xù)分量； 轉(zhuǎn)矩輸出模塊，用于計(jì)算所述轉(zhuǎn)速控制器的開(kāi)關(guān)分量和連續(xù)分量的和，獲得電機(jī)的電 磁參考轉(zhuǎn)矩，并輸出該電磁參考轉(zhuǎn)矩。
2. 如權(quán)利要求1所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)分量計(jì)算模塊包括： 干擾獲取單元，用于獲取轉(zhuǎn)速控制器的目標(biāo)轉(zhuǎn)速及所述檢測(cè)模塊所檢測(cè)的電機(jī)轉(zhuǎn)速， 計(jì)算所述電機(jī)轉(zhuǎn)速及目標(biāo)轉(zhuǎn)速的誤差X ; 滑模面獲得單元，用于根據(jù)所述電機(jī)轉(zhuǎn)速及目標(biāo)轉(zhuǎn)速的誤差X，生成轉(zhuǎn)速控制器的滑模 面s ; 符號(hào)處理單元，用于對(duì)所述滑模面S進(jìn)行符號(hào)處理，以對(duì)所述滑模面S添加符號(hào)； 增益處理單元，用于將添加符號(hào)后的滑模面S與預(yù)先計(jì)算的增益進(jìn)行處理，獲得轉(zhuǎn)速 控制器的開(kāi)關(guān)分量。
3. 如權(quán)利要求2所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，所述預(yù)先計(jì)算的增益k 為： kTe=-(|d|max+S)，其中δ為正小常數(shù)，d為轉(zhuǎn)速控制器的外部干擾量。
4. 如權(quán)利要求1所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，所述連續(xù)分量計(jì)算模塊中的 連續(xù)分量!；％計(jì)算公式為：
其中，為粘滯系數(shù)額定值；Jn為機(jī)械慣量額定值；T1n為負(fù)載轉(zhuǎn)矩額定值；^為預(yù)設(shè)的 常數(shù)；ω?為目標(biāo)轉(zhuǎn)速；X "為當(dāng)前轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的誤差。
5. -種電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方法包括以下步驟： 檢測(cè)電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速； 根據(jù)所述電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速、電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速及預(yù)先計(jì)算的外部擾動(dòng)量，計(jì)算獲得該轉(zhuǎn) 速控制器的開(kāi)關(guān)分量； 根據(jù)預(yù)設(shè)的公式計(jì)算獲得轉(zhuǎn)速控制器的連續(xù)分量； 計(jì)算所述轉(zhuǎn)速控制器的開(kāi)關(guān)分量和連續(xù)分量的和，獲得電機(jī)電磁參考轉(zhuǎn)矩，并輸出該 參考轉(zhuǎn)矩。
6. 如權(quán)利要求5所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述電機(jī)當(dāng)前 的轉(zhuǎn)速、電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速及預(yù)先計(jì)算的外部擾動(dòng)量，計(jì)算獲得該轉(zhuǎn)速控制器的開(kāi)關(guān)分量包 括： 獲取轉(zhuǎn)速控制器的目標(biāo)轉(zhuǎn)速及所述檢測(cè)模塊所檢測(cè)的電機(jī)轉(zhuǎn)速，計(jì)算所述電機(jī)轉(zhuǎn)速及 目標(biāo)轉(zhuǎn)速的誤差X ; 根據(jù)所述電機(jī)轉(zhuǎn)速及目標(biāo)轉(zhuǎn)速的誤差X，生成轉(zhuǎn)速控制器的滑模面s ; 對(duì)所述滑模面s進(jìn)行符號(hào)處理，以對(duì)所述滑模面s添加符號(hào)； 將添加符號(hào)后的滑模面S與預(yù)先計(jì)算的增益進(jìn)行處理，獲得轉(zhuǎn)速控制器的開(kāi)關(guān)分量。
7. 如權(quán)利要求6所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，所述預(yù)先計(jì)算的增為： kTe=-(|d|max+5)，其中δ為正小常數(shù)，d為預(yù)先設(shè)置的電機(jī)轉(zhuǎn)速控制器的外部擾動(dòng)量。
8. 如權(quán)利要求5所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，所述連續(xù)分量T 的計(jì)算公 式為：
其中，為粘滯系數(shù)額定值；Jn為機(jī)械慣量額定值；T1n為負(fù)載轉(zhuǎn)矩額定值；^為預(yù)設(shè)的 常數(shù)；ω?為目標(biāo)轉(zhuǎn)速；X "為當(dāng)前轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的誤差。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制器，包括：檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速；開(kāi)關(guān)分量計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速、電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速、預(yù)先計(jì)算的外部擾動(dòng)量，計(jì)算獲得轉(zhuǎn)速控制器的開(kāi)關(guān)分量；連續(xù)分量計(jì)算模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的公式計(jì)算獲得轉(zhuǎn)速控制器的連續(xù)分量；轉(zhuǎn)矩輸出模塊，用于計(jì)算所述轉(zhuǎn)速控制器的開(kāi)關(guān)分量和連續(xù)分量的和，獲得電機(jī)的電磁參考轉(zhuǎn)矩，并輸出該電磁參考轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明還公開(kāi)了一種電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方法。本發(fā)明使得該轉(zhuǎn)速控制器具有傳統(tǒng)的變結(jié)構(gòu)控制器更寬的帶寬，而且對(duì)參數(shù)或外部擾動(dòng)魯棒性強(qiáng)。
【IPC分類】H02P6-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104539200
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410728253
【發(fā)明人】肖有文
【申請(qǐng)人】廣東美的制冷設(shè)備有限公司, 美的集團(tuán)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月3日