水泵用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)及其串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水泵用九相無刷直流電機(jī)的串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器，包括用于對比例參數(shù)、積分參數(shù)以及微分參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的模糊PID參數(shù)整定控制器、第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、用于獲得接近給定積分階次的實(shí)際積分階次，并根據(jù)實(shí)際積分階次對輸入信號進(jìn)行變化步調(diào)調(diào)整的分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊、用于獲得接近給定微分階次的實(shí)際微分階次，并根據(jù)實(shí)際微分階次對輸入信號進(jìn)行進(jìn)行振蕩調(diào)整的分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊、第一加法器以及第二加法器。本發(fā)明能夠使轉(zhuǎn)矩脈動的抑制效果與轉(zhuǎn)速增高/降落同時得到優(yōu)化，優(yōu)化效果好。本發(fā)明還公開了一種水泵用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，包括以上串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器，也具有上述效果。
【專利說明】
水泵用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)及其串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電機(jī)轉(zhuǎn)速控制領(lǐng)域，特別是涉及一種水栗用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系 統(tǒng)及其串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展，無刷直流電機(jī)越來越多地應(yīng)用到生產(chǎn)生活中來，而如 今由于工業(yè)生產(chǎn)需求的不斷提升，人們對無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制的控制精度提出了更高的 要求。
[0003] 目前，水栗用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用的是普通PID控制器來對轉(zhuǎn)速進(jìn)行 控制，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。在轉(zhuǎn)速控制過程中，不可避免的會產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)矩 脈動和一定的轉(zhuǎn)速增高/降落，故需要對轉(zhuǎn)矩脈動進(jìn)行抑制以及對轉(zhuǎn)速增高/降落進(jìn)行優(yōu) 化，但是普通PID控制中，當(dāng)調(diào)整轉(zhuǎn)矩脈動變小后，轉(zhuǎn)速降落會增大，而調(diào)整轉(zhuǎn)速降落變小 后，轉(zhuǎn)矩脈動會增大，即轉(zhuǎn)矩脈動與轉(zhuǎn)速降落不能同時得到優(yōu)化，優(yōu)化效果差。
[0004] 因此，如何提供一種優(yōu)化效果好的水栗用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)及其串聯(lián)式 轉(zhuǎn)速控制器是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種水栗用九相無刷直流電機(jī)的串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器，能夠較 好的抑制轉(zhuǎn)矩脈動，同時對轉(zhuǎn)速增高/降落進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化效果好。本發(fā)明的另一目的是提 供一種包括上述串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的水栗用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種水栗用九相無刷直流電機(jī)的串聯(lián)式轉(zhuǎn)速 控制器，包括用于對比例參數(shù)、積分參數(shù)以及微分參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的模糊PID參數(shù)整定控制 器、第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、用于獲得接近給定積分階次的實(shí)際積分階次，并 根據(jù)所述實(shí)際積分階次對輸入信號進(jìn)行變化步調(diào)調(diào)整的分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊、用于獲得 接近給定微分階次的實(shí)際微分階次，并根據(jù)所述實(shí)際微分階次對輸入信號進(jìn)行進(jìn)行振蕩調(diào) 整的分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊、第一加法器以及第二加法器，其中：
[0007] 所述第一加法器的正輸入端為所述串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的給定轉(zhuǎn)速輸入端，所述第 一加法器的負(fù)輸入端為所述串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的實(shí)測轉(zhuǎn)速輸入端;所述第一加法器的輸出 端分別與所述模糊PID參數(shù)整定控制器的輸入端、所述第一乘法器的第二輸入端、所述第二 乘法器的第二輸入端以及所述第三乘法器的第二輸入端相連；
[0008] 所述模糊PID參數(shù)整定控制器的比例參數(shù)輸出端與所述第一乘法器的第一輸入端 相連，所述模糊PID參數(shù)整定控制器的積分參數(shù)輸出端與所述第二乘法器的第一輸入端相 連，所述模糊PID參數(shù)整定控制器的微分參數(shù)輸出端與所述第三乘法器的第一輸入端相連；
[0009] 所述第二乘法器的輸出端與所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸入端相連；
[0010] 所述第三乘法器的輸出端與所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸入端相連；
[0011] 所述第一乘法器的輸出端、所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸出端以及所述分?jǐn)?shù)階 微分濾波器模塊的輸出端分別與所述第二加法器的三個輸入端對應(yīng)相連，所述第二加法器 的輸出端為所述串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的輸出端。
[0012] 優(yōu)選地，還包括：
[0013] 第一限幅模塊，所述第一限幅模塊的輸入端與所述第二加法器的輸出端相連，所 述第一限幅模塊的輸出端為所述串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的輸出端。
[0014] 優(yōu)選地，所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊包括用于使所述實(shí)際積分階次逼近所述給定 積分階次，并按照所述實(shí)際積分階次對輸入信號進(jìn)行變化步調(diào)調(diào)整的積分逼近模塊以及用 于對所述積分逼近模塊的輸出信號進(jìn)行微調(diào)的積分慣性模塊；
[0015] 所述積分逼近模塊的輸入端為所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸入端，所述積分逼 近模塊的輸出端與所述積分慣性模塊的輸入端相連，所述積分慣性模塊的輸出端為所述分 數(shù)階積分濾波器模塊的輸出端；
[0016] 所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊包括用于使所述實(shí)際微分階次逼近所述給定微分階 次，并按照所述實(shí)際微分階次對輸入信號進(jìn)行振蕩調(diào)整的微分逼近模塊以及用于對所述微 分逼近模塊的輸出信號進(jìn)行微調(diào)的微分慣性模塊；
[0017] 所述微分逼近模塊的輸入端為所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸入端，所述微分逼 近模塊的輸出端與所述微分慣性模塊的輸入端相連，所述微分慣性模塊的輸出端為所述分 數(shù)階微分濾波器模塊的輸出端。
[0018] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種水栗用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)， 包括以上任一項所述的串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器。
[0019] 本發(fā)明提供了一種水栗用九相無刷直流電機(jī)的串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器，采用將模糊 PID串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器與分?jǐn)?shù)階PID串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器串聯(lián)的方式，由于根據(jù)實(shí)驗結(jié)果可 知，模糊PID串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器對于轉(zhuǎn)矩脈動具有較好的抑制效果（比普通PID控制以及分 數(shù)階PID轉(zhuǎn)速控制的抑制效果好），分?jǐn)?shù)階PID串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器對于轉(zhuǎn)速增高/降落具有較 好的優(yōu)化效果(比普通PID控制以及模糊PID轉(zhuǎn)速控制的優(yōu)化效果好），故本發(fā)明中轉(zhuǎn)速偏差 信號首先通過模糊PID控轉(zhuǎn)速制，使轉(zhuǎn)矩脈動的抑制效果達(dá)到優(yōu)化值，之后再通過分?jǐn)?shù)階 PID轉(zhuǎn)速控制，使轉(zhuǎn)速增高/降落也達(dá)到優(yōu)化值，即本發(fā)明能夠較好的抑制轉(zhuǎn)矩脈動，同時對 轉(zhuǎn)速增高/降落進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化效果好。本發(fā)明還提供了一種水栗用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速 系統(tǒng)，具有上述有益效果，在此不再贅述。
【附圖說明】
[0020] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)施例中所 需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施 例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲 得其他的附圖。
[0021] 圖1為本發(fā)明提供的一種水栗用九相無刷直流電機(jī)的串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的仿真結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明提供的一種串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器中的模糊PID參數(shù)整定控制器的仿真 結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明提供的一種水栗用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的仿真結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明的核心是提供一種水栗用九相無刷直流電機(jī)的串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器，能夠較 好的抑制轉(zhuǎn)矩脈動，同時對轉(zhuǎn)速增高/降落進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化效果好。本發(fā)明的另一目的是提 供一種包括上述串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的水栗用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。
[0025]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026] 本發(fā)明提供了一種水栗用九相無刷直流電機(jī)的串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器，參見圖1所示， 圖1為本發(fā)明提供的一種水栗用九相無刷直流電機(jī)的串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的仿真結(jié)構(gòu)示意 圖；其中，n-ref-給定轉(zhuǎn)速、n-實(shí)測轉(zhuǎn)速、Addl-第一加法器、Add2-第二加法器、fuzzy- 模糊PID參數(shù)整定控制器、Product-第一乘法器、Productl -第二乘法器、Product2-第三 乘法器、FKp-模糊PID參數(shù)整定控制器的比例參數(shù)輸出端、FKi-模糊PID參數(shù)整定控制器 的積分參數(shù)輸出端、FKd-模糊PID參數(shù)整定控制器的微分參數(shù)輸出端、itransfer-分?jǐn)?shù)階 積分濾波器模塊、dtransfer-分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊、Ttransfer Fcn3-積分逼近模塊、 Ttransfer Fen一積分慣性模塊、Ttransfer Fcn4-微分逼近模塊、Ttransfer Fcn2-微分 慣性模塊、is-輸出。
[0027] 該串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器包括用于對比例參數(shù)、積分參數(shù)以及微分參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的模 糊PID參數(shù)整定控制器、第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、用于獲得接近給定積分階次 的實(shí)際積分階次，并根據(jù)實(shí)際積分階次對輸入信號進(jìn)行變化步調(diào)調(diào)整的分?jǐn)?shù)階積分濾波器 模塊、用于獲得接近給定微分階次的實(shí)際微分階次，并根據(jù)實(shí)際微分階次對輸入信號進(jìn)行 進(jìn)行振蕩調(diào)整的分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊、第一加法器以及第二加法器，其中：
[0028]第一加法器的正輸入端為串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的給定轉(zhuǎn)速輸入端，第一加法器的負(fù) 輸入端為串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的實(shí)測轉(zhuǎn)速輸入端;第一加法器的輸出端分別與模糊PID參數(shù) 整定控制器的輸入端、第一乘法器的第二輸入端、第二乘法器的第二輸入端以及第三乘法 器的第二輸入端相連；
[0029] 模糊PID參數(shù)整定控制器的比例參數(shù)輸出端與第一乘法器的第一輸入端相連，模 糊PID參數(shù)整定控制器的積分參數(shù)輸出端與第二乘法器的第一輸入端相連，模糊PID參數(shù)整 定控制器的微分參數(shù)輸出端與第三乘法器的第一輸入端相連；
[0030] 第二乘法器的輸出端與分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸入端相連；
[0031 ]第三乘法器的輸出端與分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸入端相連；
[0032 ]第一乘法器的輸出端、分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸出端以及分?jǐn)?shù)階微分濾波器模 塊的輸出端分別與第二加法器的三個輸入端對應(yīng)相連，第二加法器的輸出端為串聯(lián)式轉(zhuǎn)速 控制器的輸出端。
[0033]可以理解的是，模糊PID參數(shù)整定控制器與第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器 組合在一起組成了模糊PID串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器，第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器與分 數(shù)階積分濾波器模塊、分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊組合在一起組成了分?jǐn)?shù)階PID串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控 制器，故本發(fā)明相當(dāng)于模糊PID串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器與分?jǐn)?shù)階PID串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器串聯(lián)后組 成的。
[0034] 其中，模糊控制是以模糊集理論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種智 能控制方法，是一種模仿人類的推理和思維模式的一種智能控制方式。該控制方式首先將 獲取的信號進(jìn)行模糊化處理，然后將工作人員的操作經(jīng)驗編成模糊規(guī)則，由模糊規(guī)則對模 糊后的信號進(jìn)行模糊推理，然后將推理后得到的輸出量輸出，從而實(shí)現(xiàn)仿人類的智能控制。 而模糊PID轉(zhuǎn)速控制是將模糊控制與普通PID控制相結(jié)合，通過模糊控制來調(diào)整普通PID控 制中的各個參數(shù)的大小，進(jìn)而使控制結(jié)果精度更高，超調(diào)量更小。
[0035] 通過實(shí)驗數(shù)據(jù)可知，模糊PID轉(zhuǎn)速控制對轉(zhuǎn)矩脈動的抑制效果優(yōu)于分?jǐn)?shù)階PID轉(zhuǎn)速 控制或普通PID控制，而分?jǐn)?shù)階PID轉(zhuǎn)速控制對轉(zhuǎn)速增高/降落的優(yōu)化效果優(yōu)于模糊PID轉(zhuǎn)速 控制或普通PID控制。故本發(fā)明中轉(zhuǎn)速偏差信號首先經(jīng)過模糊PID參數(shù)整定控制器，優(yōu)化了 轉(zhuǎn)矩脈動，之后優(yōu)化后的信號通過分?jǐn)?shù)階PID串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器進(jìn)一步對轉(zhuǎn)速增高/降落進(jìn) 行優(yōu)化，可見本發(fā)明能夠使轉(zhuǎn)矩脈動的抑制效果與轉(zhuǎn)速增高/降落同時得到優(yōu)化，優(yōu)化效果 好。
[0036] 其中，這里的轉(zhuǎn)速增高或轉(zhuǎn)速降落分別指的是水栗用九相無刷直流電機(jī)突加負(fù)載 和突減負(fù)載這兩種情況時轉(zhuǎn)速的變化情況。當(dāng)突加負(fù)載時，轉(zhuǎn)速增高，此時對轉(zhuǎn)速增高進(jìn)行 優(yōu)化指的是對轉(zhuǎn)速增高過程中產(chǎn)生的超調(diào)量進(jìn)行抑制，并減小轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)時間；當(dāng)突減負(fù) 載時，轉(zhuǎn)速降落，此時對轉(zhuǎn)速降落進(jìn)行優(yōu)化指的是對轉(zhuǎn)速降落過程中產(chǎn)生的最大動態(tài)降落 量進(jìn)行抑制，并減小轉(zhuǎn)速的動態(tài)恢復(fù)時間。
[0037]可以理解的是，比例參數(shù)、積分參數(shù)以及微分參數(shù)經(jīng)過模糊PID參數(shù)整定控制器調(diào) 整后輸出為FKp、FKi以及FKd，分別對應(yīng)為調(diào)整后的比例參數(shù)、積分參數(shù)以及微分參數(shù)，PID 控制關(guān)系式如下：
[0039] 其中，Kp是比例參數(shù)，
是積分參數(shù)，KpTd是微分參數(shù)，e(t)為模糊PID參數(shù)整定 控制器的輸入信號。且根據(jù)上述關(guān)系式可知，調(diào)整后的比例參數(shù)、積分參數(shù)以及微分參數(shù)， 與輸入信號微積分后所得的信號分別對應(yīng)相乘后相加。
[0040] 參見圖2所示，圖2為本發(fā)明提供的一種串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器中的模糊PID參數(shù)整定 控制器的仿真結(jié)構(gòu)示意圖；其中，e-輸入、Deri vati ve-微分模塊、Ga in 1 -放大系數(shù)乘法 器、Gain2-微分放大系數(shù)乘法器、Saturation-限幅模塊、Zero-Order Hold-零點(diǎn)保持 器、Fuzzy Logic Controller-模糊邏輯控制器、constant-常量、Gain3-初始比例參數(shù) 控制模塊、Gain4-初始積分參數(shù)控制模塊、Gain5-初始微分參數(shù)控制模塊、Gain6-比例 參數(shù)整定放大模塊、Gain7-積分參數(shù)整定放大模塊、Gain8-微分參數(shù)整定放大模塊、 Add 一加法器。
[0041 ]由圖2可見，模糊PID參數(shù)整定控制器的輸入信號在經(jīng)過Gain6~Gain8的整定后， 與初始的比例參數(shù)、積分參數(shù)以及微分參數(shù)對應(yīng)相加，相當(dāng)于調(diào)整了比例參數(shù)、積分參數(shù)以 及微分參數(shù)的大小。其中，限幅模塊的限幅范圍可以為[_3V，+3V]，當(dāng)然，本發(fā)明對此不作特 別限定，本發(fā)明也不限定Gainl~Gain8內(nèi)的量化因子的數(shù)值大小，工作人員可根據(jù)實(shí)際情 況自行決定。
[0042] 作為優(yōu)選地，該串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器還包括：
[0043] 第一限幅模塊，第一限幅模塊的輸入端與第二加法器的輸出端相連，第一限幅模 塊的輸出端為串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的輸出端。
[0044] 可以理解的是，該模塊能夠?qū)﹄娐穬?nèi)的電流進(jìn)行幅度調(diào)制，避免電流過大燒壞水 栗用九相無刷直流電機(jī)，也避免電流幅度過小時導(dǎo)致水栗用九相無刷直流電機(jī)的帶負(fù)載能 力弱、啟動速度慢。這里的限幅范圍可以為[_100V，+100V]，當(dāng)然，本發(fā)明不限定第一限幅模 塊的幅值限定范圍，工作人員可根據(jù)實(shí)際情況自行決定。
[0045] 進(jìn)一步可知，分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊包括用于使實(shí)際積分階次逼近給定積分階 次，并按照實(shí)際積分階次對輸入信號進(jìn)行變化步調(diào)調(diào)整的積分逼近模塊以及用于對積分逼 近模塊的輸出信號進(jìn)行微調(diào)的積分慣性模塊；
[0046] 積分逼近模塊的輸入端為分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸入端，積分逼近模塊的輸出 端與積分慣性模塊的輸入端相連，積分慣性模塊的輸出端為分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸出 端；
[0047] 分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊包括用于使實(shí)際微分階次逼近給定微分階次，并按照實(shí)際 微分階次對輸入信號進(jìn)行振蕩調(diào)整的微分逼近模塊以及用于對微分逼近模塊的輸出信號 進(jìn)行微調(diào)的微分慣性模塊；
[0048] 微分逼近模塊的輸入端為分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸入端，微分逼近模塊的輸出 端與微分慣性模塊的輸入端相連，微分慣性模塊的輸出端為分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸出 端。
[0049] 其中，分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊以及分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的濾波器階次可以設(shè)置 為7階，當(dāng)然，本發(fā)明對此不作限定，工作人員可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置以上兩個模塊的濾波器 階次。
[0050] 另外，本發(fā)明中給定積分階次的范圍為-0.9~-1。例如，可以設(shè)置給定積分階次 為-0.985，此時，分?jǐn)?shù)階積分濾波器會使實(shí)際積分階次逼近-0.985。
[0051]可以理解的是，通過實(shí)驗可以得出給定積分階次的有效范圍為-0.66~-1.1，只有 在該范圍內(nèi)才能保證串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的正常控制;進(jìn)一步的，為了保證該串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控 制器的控制精度高，需要使給定積分階次在-0.9~-1的范圍內(nèi)。其中，給定積分階次可以根 據(jù)實(shí)際情況選擇上述范圍內(nèi)的任意數(shù)值，本發(fā)明對此不作限定。另外，工作人員可根據(jù)試驗 得出給定積分階次的范圍，本發(fā)明對此也不作限定。
[0052]本發(fā)明中給定微分階次可以設(shè)置為0.985,給定微分階次的大小取給定積分階次 的大小的絕對值。當(dāng)然，工作人員可根據(jù)實(shí)驗情況得到合適的給定微分階次的范圍，并從該 范圍內(nèi)選定合適的給定微分階次，本發(fā)明對此不作限定。
[0053]本發(fā)明提供了一種水栗用九相無刷直流電機(jī)的串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器，采用將模糊 PID串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器與分?jǐn)?shù)階PID串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器串聯(lián)的方式，由于根據(jù)實(shí)驗結(jié)果可 知，模糊PID串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器對于轉(zhuǎn)矩脈動具有較好的抑制效果（比普通PID控制以及分 數(shù)階PID轉(zhuǎn)速控制的抑制效果好），分?jǐn)?shù)階PID串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器對于轉(zhuǎn)速增高/降落具有較 好的優(yōu)化效果(比普通PID控制以及模糊PID轉(zhuǎn)速控制的優(yōu)化效果好），故本發(fā)明中轉(zhuǎn)速偏差 信號首先通過模糊PID控轉(zhuǎn)速制，使轉(zhuǎn)矩脈動的抑制效果達(dá)到優(yōu)化值，之后再通過分?jǐn)?shù)階 PID轉(zhuǎn)速控制，使轉(zhuǎn)速增高/降落也達(dá)到優(yōu)化值，即本發(fā)明能夠較好的抑制轉(zhuǎn)矩脈動，同時對 轉(zhuǎn)速增高/降落進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化效果好。
[0054] 本發(fā)明還提供了一種水栗用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，包括上述串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控 制器。參見圖3所示，圖3為本發(fā)明提供的一種水栗用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的仿真結(jié) 構(gòu)不意圖；其中：
[0055] speed-pi , speed-pi 1, speed-pi2一串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器、Reference Current， Reference Currentl,Reference Current2-參考電流模塊、Current Controller， Current Controllerl，Current Controller2-電流滯環(huán)控制模塊、IGBT inverter，IGBT inverterl, IGBT inverter2一逆變器模塊、dianjizhuti-電機(jī)主體模塊。
[0056] 本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他 實(shí)施例的不同之處，各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實(shí)施例公開的裝置 而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說 明即可。
[0057]還需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將 一個實(shí)體或者操作與另一個實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作 之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意 在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那 些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者 設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個……"限定的要素，并不排 除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0058]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種水栗用九相無刷直流電機(jī)的串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，包括用于對比例 參數(shù)、積分參數(shù)以及微分參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的模糊PID參數(shù)整定控制器、第一乘法器、第二乘法 器、第三乘法器、用于獲得接近給定積分階次的實(shí)際積分階次，并根據(jù)所述實(shí)際積分階次對 輸入信號進(jìn)行變化步調(diào)調(diào)整的分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊、用于獲得接近給定微分階次的實(shí)際 微分階次，并根據(jù)所述實(shí)際微分階次對輸入信號進(jìn)行進(jìn)行振蕩調(diào)整的分?jǐn)?shù)階微分濾波器模 塊、第一加法器以及第二加法器，其中： 所述第一加法器的正輸入端為所述串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的給定轉(zhuǎn)速輸入端，所述第一加 法器的負(fù)輸入端為所述串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的實(shí)測轉(zhuǎn)速輸入端;所述第一加法器的輸出端分 別與所述模糊PID參數(shù)整定控制器的輸入端、所述第一乘法器的第二輸入端、所述第二乘法 器的第二輸入端以及所述第三乘法器的第二輸入端相連； 所述模糊PID參數(shù)整定控制器的比例參數(shù)輸出端與所述第一乘法器的第一輸入端相 連，所述模糊PID參數(shù)整定控制器的積分參數(shù)輸出端與所述第二乘法器的第一輸入端相連， 所述模糊PID參數(shù)整定控制器的微分參數(shù)輸出端與所述第三乘法器的第一輸入端相連； 所述第二乘法器的輸出端與所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸入端相連； 所述第三乘法器的輸出端與所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸入端相連； 所述第一乘法器的輸出端、所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸出端以及所述分?jǐn)?shù)階微分 濾波器模塊的輸出端分別與所述第二加法器的三個輸入端對應(yīng)相連，所述第二加法器的輸 出端為所述串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的輸出端。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，還包括： 第一限幅模塊，所述第一限幅模塊的輸入端與所述第二加法器的輸出端相連，所述第 一限幅模塊的輸出端為所述串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器的輸出端。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊 包括用于使所述實(shí)際積分階次逼近所述給定積分階次，并按照所述實(shí)際積分階次對輸入信 號進(jìn)行變化步調(diào)調(diào)整的積分逼近模塊以及用于對所述積分逼近模塊的輸出信號進(jìn)行微調(diào) 的積分慣性模塊； 所述積分逼近模塊的輸入端為所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸入端，所述積分逼近模 塊的輸出端與所述積分慣性模塊的輸入端相連，所述積分慣性模塊的輸出端為所述分?jǐn)?shù)階 積分濾波器模塊的輸出端； 所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊包括用于使所述實(shí)際微分階次逼近所述給定微分階次，并 按照所述實(shí)際微分階次對輸入信號進(jìn)行振蕩調(diào)整的微分逼近模塊以及用于對所述微分逼 近模塊的輸出信號進(jìn)行微調(diào)的微分慣性模塊； 所述微分逼近模塊的輸入端為所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸入端，所述微分逼近模 塊的輸出端與所述微分慣性模塊的輸入端相連，所述微分慣性模塊的輸出端為所述分?jǐn)?shù)階 微分濾波器模塊的輸出端。4. 一種水栗用九相無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-3中任一項 所述的串聯(lián)式轉(zhuǎn)速控制器。
【文檔編號】H02P23/20GK105958873SQ201610414224
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月13日
【發(fā)明人】龍駒, 曾永忠, 姜曾, 何垂柯
【申請人】西華大學(xué)