速度波動(dòng)抑制方法、控制裝置和壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及PMSM(PermanentMagnetSynchronousMotor，永磁同步電機(jī)）控制技 術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)抑制方法、一種永磁同步電機(jī)的控制裝置 以及一種具有該永磁同步電機(jī)的控制裝置的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 永磁同步電機(jī)在低頻運(yùn)行時(shí)由于負(fù)載不平衡使得速度產(chǎn)生較大波動(dòng)，從而給整個(gè) 系統(tǒng)帶來噪音和振動(dòng)，影響系統(tǒng)的可靠性，并降低用戶使用的舒適性，因此，需要對(duì)永磁同 步電機(jī)的速度波動(dòng)進(jìn)行抑制。
[0003] 相關(guān)技術(shù)中，永磁同步電機(jī)的控制技術(shù)中存在以下問題：
[0004] 1、以經(jīng)典控制理論為基礎(chǔ)的雙閉環(huán)控制為了使電流環(huán)能夠跟蹤電流指令，通常將 電流環(huán)的帶寬設(shè)置較高，轉(zhuǎn)速環(huán)的帶寬設(shè)置較低，永磁同步電機(jī)在低頻段的轉(zhuǎn)速波動(dòng)可以 通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速環(huán)帶寬實(shí)現(xiàn)，但這將削弱系統(tǒng)在中頻段和高頻段的性能，因此可以采用基于 經(jīng)典控制理論的前饋控制方法等來抑制速度波動(dòng)。但該類控制方法需要獲得控制系統(tǒng)的詳 細(xì)模型以及永磁同步電機(jī)的參數(shù)，而在實(shí)際運(yùn)行過程中，隨著環(huán)境條件的變化，精確的模型 很難獲得，而且永磁同步電機(jī)本身為非線性多耦合系統(tǒng)，各項(xiàng)參數(shù)也會(huì)隨著運(yùn)行狀況的變 化而變化，系統(tǒng)不確定性因素多，因此將削弱對(duì)速度波動(dòng)抑制的效果；
[0005] 2、在速度電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)采集當(dāng)前運(yùn)行周期的誤差信號(hào)，并根據(jù)誤 差信號(hào)生成控制信號(hào)，由于生成的控制信號(hào)僅與系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行周期的誤差信號(hào)有關(guān)，而忽 略了上一運(yùn)行周期中誤差信號(hào)對(duì)系統(tǒng)某些特性的影響；
[0006] 3、采用力矩補(bǔ)償、特定諧波消除等控制方法抑制速度波動(dòng)，該類控制方法的算法 實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，系統(tǒng)可靠性比較低。
[0007] 因此，需要對(duì)永磁同步電機(jī)的控制技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的 一個(gè)目的在于提出一種永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)抑制方法，通過對(duì)波動(dòng)速度進(jìn)行迭代學(xué)習(xí) 控制來獲得補(bǔ)償速度以對(duì)速度環(huán)的給定速度進(jìn)行修正，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的 速度波動(dòng)進(jìn)行有效抑制。
[0009] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種永磁同步電機(jī)的控制裝置。本發(fā)明的又一個(gè)目 的在于提出一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)。
[0010]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實(shí)施例提出了一種永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)抑制 方法，包括以下步驟:獲取永磁同步電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反饋轉(zhuǎn)速，并根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反 饋轉(zhuǎn)速計(jì)算所述永磁同步電機(jī)的波動(dòng)轉(zhuǎn)速;對(duì)所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制以獲得補(bǔ)償 速度，并將所述補(bǔ)償速度疊加到所述永磁同步電機(jī)的上一控制周期的給定轉(zhuǎn)速上以獲得當(dāng) 前控制周期的給定轉(zhuǎn)速;根據(jù)所述當(dāng)前控制周期的給定轉(zhuǎn)速對(duì)所述永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制 以抑制所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)抑制方法，通過對(duì)波動(dòng)速度即目標(biāo) 轉(zhuǎn)速與反饋轉(zhuǎn)速之間的速度誤差進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制以獲得補(bǔ)償速度，并根據(jù)補(bǔ)償轉(zhuǎn)速對(duì)永 磁同步電機(jī)的給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行修正，以及根據(jù)當(dāng)前給定轉(zhuǎn)速對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制，從而 實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的速度波動(dòng)進(jìn)行有效抑制。由于永磁同步電機(jī)的當(dāng)前控制周期 的給定轉(zhuǎn)速是通過波動(dòng)速度以及上一控制周期的給定轉(zhuǎn)速獲得，因此對(duì)系統(tǒng)的控制模型依 賴性很低，而且控制簡單可靠。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，采用閉環(huán)P(Proportional，比例）型迭代算法對(duì)所述波 動(dòng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制以獲得補(bǔ)償速度， 具體包括:獲取當(dāng)前載波個(gè)數(shù)，并對(duì)所述當(dāng)前載波個(gè)數(shù)進(jìn)行判斷;如果所述當(dāng)前載波個(gè)數(shù)小 于預(yù)設(shè)載波個(gè)數(shù)，則控制所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速為所述上一控制周期的給定轉(zhuǎn)速，并根據(jù)所述目標(biāo) 轉(zhuǎn)速和所述反饋轉(zhuǎn)速重新計(jì)算所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速，以及對(duì)重新計(jì)算的所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行比例計(jì) 算以得到所述補(bǔ)償轉(zhuǎn)速;如果所述當(dāng)前載波個(gè)數(shù)大于或等于所述預(yù)設(shè)載波個(gè)數(shù)，則停止對(duì) 所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過位置觀測器獲取所述永磁同步電機(jī)的反饋轉(zhuǎn)速。
[0015] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一方面實(shí)施例提出了一種永磁同步電機(jī)的控制裝置， 包括:波動(dòng)轉(zhuǎn)速計(jì)算模塊，所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速計(jì)算模塊用于獲取永磁同步電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反 饋轉(zhuǎn)速，并根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速和反饋轉(zhuǎn)速計(jì)算所述永磁同步電機(jī)的波動(dòng)轉(zhuǎn)速;迭代學(xué)習(xí)控 制模塊，所述迭代學(xué)習(xí)控制模塊用于對(duì)所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制以獲得補(bǔ)償速度； 給定轉(zhuǎn)速獲取模塊，所述給定轉(zhuǎn)速獲取模塊用于將所述補(bǔ)償速度疊加到所述永磁同步電機(jī) 的上一控制周期的給定轉(zhuǎn)速上以獲得當(dāng)前控制周期的給定轉(zhuǎn)速;控制模塊，所述控制模塊 用于根據(jù)所述當(dāng)前控制周期的給定轉(zhuǎn)速對(duì)所述永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制以抑制所述永磁同 步電機(jī)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的控制裝置，通過對(duì)波動(dòng)速度即目標(biāo)轉(zhuǎn)速與反 饋轉(zhuǎn)速之間的速度誤差進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制以獲得補(bǔ)償速度，并根據(jù)補(bǔ)償轉(zhuǎn)速對(duì)永磁同步電 機(jī)的給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行修正，以及根據(jù)當(dāng)前給定轉(zhuǎn)速對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)永 磁同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的速度波動(dòng)進(jìn)行有效抑制。由于永磁同步電機(jī)的當(dāng)前控制周期的給定轉(zhuǎn) 速是通過波動(dòng)速度以及上一控制周期的給定轉(zhuǎn)速獲得，因此對(duì)系統(tǒng)的控制模型依賴性很 低，而且控制簡單可靠。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述迭代學(xué)習(xí)控制模塊采用閉環(huán)P型迭代算法對(duì)所述 波動(dòng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述迭代學(xué)習(xí)控制模塊具體包括:獲取模塊，所述獲取 模塊用于獲取當(dāng)前載波個(gè)數(shù);控制子模塊，所述控制子模塊用于對(duì)所述當(dāng)前載波個(gè)數(shù)進(jìn)行 判斷，并在所述當(dāng)前載波個(gè)數(shù)小于預(yù)設(shè)載波個(gè)數(shù)時(shí)，控制所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速為所述上一控制周 期的給定轉(zhuǎn)速，并根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速和所述反饋轉(zhuǎn)速重新計(jì)算所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速，以及對(duì)重新 計(jì)算的所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行比例計(jì)算以得到所述補(bǔ)償轉(zhuǎn)速，以及在所述當(dāng)前載波個(gè)數(shù)大于或 等于所述預(yù)設(shè)載波個(gè)數(shù)時(shí)，停止對(duì)所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)控制。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述波動(dòng)轉(zhuǎn)速計(jì)算模塊通過位置觀測器獲取所述永磁 同步電機(jī)的反饋轉(zhuǎn)速。
[0020] 此外，本發(fā)明的實(shí)施例還提出了一種壓縮機(jī)控制系統(tǒng)，其包括上述的永磁同步電 機(jī)的控制裝置。
[0021] 本發(fā)明實(shí)施例的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)，通過永磁同步電機(jī)的控制裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步 電機(jī)的給定轉(zhuǎn)速的修正，并根據(jù)當(dāng)前給定轉(zhuǎn)速對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁 同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的速度波動(dòng)進(jìn)行有效抑制，而且控制簡單可靠。由于本發(fā)明實(shí)施例的壓縮 機(jī)控制系統(tǒng)能夠有效抑制永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)，因而能夠有效減小振動(dòng)的產(chǎn)生，避免 空調(diào)長期運(yùn)行在振動(dòng)較大的情況下而導(dǎo)致的裂管隱患，保證了空調(diào)的質(zhì)量，同時(shí)提高了用 戶使用的舒適性。
【附圖說明】
[0022] 圖1是現(xiàn)有的永磁同步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)在d軸目標(biāo)電流/】 =0時(shí)的控制原理框 圖。
[0023] 圖2是壓縮機(jī)運(yùn)行一個(gè)周期加載在永磁同步電機(jī)兩端的負(fù)載波形。
[0024] 圖3是壓縮機(jī)負(fù)載導(dǎo)致的速度波動(dòng)示意圖。
[0025] 圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)抑制方法的流程圖。
[0026] 圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的矢量控制圖。
[0027] 圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的速度波動(dòng)抑制方法的流程圖。
[0028] 圖7是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的速度波形圖。
[0029] 圖8是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩的波形圖。
[0030] 圖9是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的速度環(huán)的給定轉(zhuǎn)速的波形圖。
[0031] 圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的控制裝置的方框示意圖。
【具體實(shí)施方式】<