基于模糊逻辑的PMSM转矩谐波反馈控制

doi:1004-7018-46-1-26-31

微特电机 ›› 2018, Vol. 46 ›› Issue (1): 26-31.doi: 1004-7018-46-1-26-31

基于模糊逻辑的PMSM转矩谐波反馈控制

帅海燕¹,邹必昌²

⁽¹⁾武汉交通职业学院,武汉 430065
⁽²⁾ 长江大学,荆州 434023

收稿日期:2017-06-27 出版日期:2018-01-28 发布日期:2018-02-26
作者简介:帅海燕(1970-),女,副教授,博士,主要研究方向为电力电力与电机控制。
基金资助:
湖北省教育厅科学技术项目(B20128702)

Harmonic Feedback Control for PMSM Torque Ripple Based on Fuzzy Logic

Hai-yan SHUAI¹,Bi-chang ZOU²

⁽¹⁾ Wuhan Technical College of Communications,Wuhan 430065,China
⁽²⁾ School of Electronics and Information of Yangtze University,Jingzhou 434023,China

Received:2017-06-27 Online:2018-01-28 Published:2018-02-26

摘要/Abstract

摘要：

为了应对永磁同步电机(PMSM)驱动系统的转矩脉动问题,设计了一种基于模糊逻辑和转速谐波反馈的PMSM转矩脉动优化控制策略。控制方案中使用转速谐波幅值和增量作为闭环模糊逻辑电流控制器的输入,以达到控制转矩脉动的目的,由于采用的是电机转速测量,故不依赖于电机参数,且避免了一些系统非线性因素影响,从而鲁棒性较好。分析了PMSM输出转矩谐波和转速谐波的相关性,并基于分析建立了转矩谐波数学模型,方便了控制器的设计。基于PMSM驱动系统实验室平台,进行了不同负载工况下的驱动试验,试验结果验证了该控制策略的有效性。

关键词: 永磁同步电机, 模糊逻辑, 谐波, 反馈, 转矩脉动

Abstract:

In order to solve the problem of torque ripple in permanent magnet synchronous motor (PMSM) drive system, a PMSM torque ripple optimal control strategy based on fuzzy logic and speed harmonic feedback was designed. In the control scheme, the amplitude and increment of the harmonic was used as the input of the closed-loop fuzzy logic current controller to achieve the purpose of controlling the torque ripple. As a result of the motor speed measurement, it was not dependent on the motor parameters and not affected by the system nonlinearity, and thus a better robustness. The correlation between the output torque harmonics and the speed harmonics of PMSM was analyzed, and the mathematical model of torque harmonics was established based on the analysis, which facilitated the design of the controller. Based on the laboratory PMSM drive system test platform, the driving tests under different load conditions were carried out. The test results verify the effectiveness of the new control strategy.

Key words: permanent magnet synchronous machine (PMSM), fuzzy logic, harmonic, feedback, torque ripple

中图分类号:

TM351

帅海燕,邹必昌. 基于模糊逻辑的PMSM转矩谐波反馈控制[J]. 微特电机, 2018, 46(1): 26-31.

Hai-yan SHUAI,Bi-chang ZOU. Harmonic Feedback Control for PMSM Torque Ripple Based on Fuzzy Logic[J]. Small & Special Electrical Machines, 2018, 46(1): 26-31.

参考文献

[1]	戴彦 . 基于电动汽车的永磁同步电动机模糊自抗扰控制研究[J]. 微特电机, 2015, 43(7): 85-88.
[2]	徐殿国, 王宗培 . 机器人直接驱动系统的发展现状与展望[J]. 电工技术学报, 1988,(3): 55-60.
[3]	方程, 许海平, 薛劭申 , 等. 直驱型多相永磁同步电机转矩脉动及损耗特性[J]. 电工技术学报, 2014, 29(5): 149-159.
[4]	王艾萌, 温云 . 基于混合遗传算法的内置式永磁同步电机的优化设计[J]. 电机与控制应用, 2017, 44(3): 59-65.
[5]	齐美星, 童敏明 . 永磁同步电机转矩脉动占空比最优控制方法[J]. 电气传动, 2015, 45(1): 14-18.
[6]	荣智林, 陈启军 . 具有死区补偿的自抗扰控制下PMSM转矩脉动抑制方法[J]. 控制与决策, 2016, 31(4): 667-672.
[7]	廖勇, 甄帅, 刘刃 , 等. 用谐波注入抑制永磁同步电机转矩脉动[J]. 中国电机工程学报, 2011, 31(21): 119-127.
[8]	赵君, 刘卫国, 骆光照 , 等. 永磁同步电机神经网络逆解耦控制研究[J]. 电机与控制学报, 2012, 16(3): 90-95.
[9]	MATTAVELLI P, TUBIANA L, ZIGLIOTTO M . Torque-ripple reduction in PM synchronous motor drives using repetitive current control[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2005, 20(6): 1423-1431.
[10]	朱昊, 肖曦, 李永东 . 永磁同步电机转矩预测控制的磁链控制算法[J]. 中国电机工程学报, 2010, 30(21): 86-90.
[11]	CHAI S, WANG L, ROGERS E . A cascade MPC control structure for a PMSM with speed ripple minimization[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2013, 60(8): 2978-2987.
[12]	QIAN W, PANDA S K, XU J X . Speed ripple minimization in PM synchronous motor using iterative learning control[J]. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2005, 20(1): 53-61.
[13]	CHAPMAN P L, SUDHOFF S D, WHITCOMB C A . Optimal current control strategies for surface-mounted permanent-magnet synchronous machine drives[J]. IEEE Transactions on Energy Conversion, 1999, 14(4): 1043-1050.
[14]	王东文, 栾富刚, 宋词 , 等. 大功率永磁同步电机伺服系统的热设计研究[J]. 电力电子技术, 2013, 47(12): 98-100.

[1]	付兴贺, 陈锐. 电机中ABC到dq0坐标变换的梳理与辨析[J]. 微特电机, 2021, 49(4): 1-8.
[2]	胡智宏, 叶晨光, 申永鹏, 郑竹风, 李波, 杨小亮. 自适应滑模增益永磁同步电机无速度传感器控制[J]. 微特电机, 2021, 49(4): 40-45.
[3]	白晨光, 魏晓静, 邱鑫, 杨建飞, 葛浩锐, 金振, 张永民. 永磁同步电机非线性自抗扰复合型控制策略研究[J]. 微特电机, 2021, 49(4): 46-50.
[4]	高小红, 胡高歌, 汪远林. 基于模型预测电流控制的永磁同步电机电磁干扰抑制[J]. 微特电机, 2021, 49(4): 51-55.
[5]	万斌斌, 魏海峰, 张懿, 李垣江, 刘维亭. 基于并行混沌优化算法的永磁同步电机多参数辨识[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 1-5.
[6]	林浩, 张琪, 黄苏融. 转子分段移位斜极的永磁同步电机轴向电磁力分析[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 6-10.
[7]	朱相军, 罗建武, 徐刚, 饶健, 许心一. 车载永磁同步电机系统偏磁问题及补偿[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 33-35.
[8]	李耀华, 周逸凡, 赵承辉, 秦玉贵. 基于拓展电压矢量集合的永磁同步电机无差拍控制[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 40-46.
[9]	徐雨梦, 于金飞, 崔英英, 于金鹏, 刘加朋. 考虑输入饱和的PMSM命令滤波离散控制[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 50-55.
[10]	周文斌, 马春旺, 邱国平. 电机槽极配合与电机运行质量特性研究(Ⅲ)[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 59-62.
[11]	黄其, 伍权, 席唯, 曹朝晖. 高速永磁电机控制器设计[J]. 微特电机, 2021, 49(2): 11-14.
[12]	陶涛, 林荣文. 基于小生境粒子群算法的永磁同步电机参数辨识[J]. 微特电机, 2021, 49(2): 29-33.
[13]	诸德宏, 汪瑶. 基于新型滑模趋近律的PMSM速度控制[J]. 微特电机, 2021, 49(2): 34-38.
[14]	张娜娜, 沈艳霞. 基于磁链观测的IPMSM MTPA控制系统研究[J]. 微特电机, 2021, 49(2): 43-47.
[15]	李洋洋, 戴磊, 张懿, 魏海峰, 李垣江. 基于分岔理论的永磁同步电机非确定参数混沌控制[J]. 微特电机, 2021, 49(2): 48-52.

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