阅读说明：本技术 一种永磁同步电机转矩控制下的抖动抑制方法 (Method for inhibiting jitter under torque control of permanent magnet synchronous motor ) 是由 蓝希清 冀春香 杨玉香 杨文彬 黄杰泳 于 2019-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及工业控制技术领域,尤其是指一种永磁同步电机转矩控制下的抖动抑制方法,通过计算出电机的抖动速度,再引入PI调节器对电机抖动进行抑制,获得抑抖转矩,再将抑抖转矩叠加到转矩指令中,得到实际的不会产生抖动的输出转矩。该抖动抑制方法,克服由于电机齿槽效应带来的以及转矩检测造成的周期性扰动转矩,消除由于负载周期性扰动造成的谐振,使电机运行平稳,并且引入PI调节器对抖动进行抑制,增强系统的鲁棒性。(The invention relates to the technical field of industrial control, in particular to a jitter suppression method under torque control of a permanent magnet synchronous motor. The method for inhibiting the jitter overcomes the periodic disturbance torque caused by the motor cogging effect and the torque detection, eliminates the resonance caused by the load periodic disturbance, enables the motor to run stably, and introduces the PI regulator to inhibit the jitter, thereby enhancing the robustness of the system.)

一种永磁同步电机转矩控制下的抖动抑制方法

技术领域

本发明涉及工业控制技术领域，尤其是指一种永磁同步电机转矩控制下的抖动抑制方法。

背景技术

目前永磁同步电机的转矩控制接受来自用户的转矩指令，通过电流调节控制电机的输出转矩，使得电机输出的转矩跟踪用户的转矩指令。永磁同步电机采用转矩控制的方式拖动柔性负载时，由于柔性系统本身存在谐振点或者电机因齿槽效应产生的周期性扰动转矩等等不确定因素，即使电机输出恒定转矩，电机仍然容易出现周期性抖动，导致电机运行不稳定。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种永磁同步电机转矩控制下的抖动抑制方法，能够有效抑制电机运行过程中的周期性抖动，从而使电机稳定运行。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种永磁同步电机转矩控制下的抖动抑制方法，包括以下步骤

A.获取电机的编码器的位置p，对位置p进行微分，获得电机的转速ω；

B.对电机的转速ω进行滤波，获取电机抖动速度ω_d；

C.采用PI调节器对电机抖动进行抑制，PI调节器的给定输入为0，PI调节器的输入为电机抖动速度ω_d，PI调节器的输出为t_yp；

D.将PI调节器的输出t_yp输入限幅器，设定抑抖强度t_max，利用抑抖强度t_max对PI调节器的输出t_yp进行限幅，得到抑抖转矩t_y；

F.输入转矩指令t_i，将抑抖转矩t_y与转矩指令t_i叠加，得到实际的输出转矩t_o。

优选的，步骤A中，电机转速ω的计算公式为：

其中，T₁为位置p的采样周期。

优选的，步骤B中，采用高通滤波算法对电机的转速ω进行滤波。

优选的，计算电机抖动转速ω_d的计算公式为：

ω_d(n+1)＝ω(n+1)-ω(n)+ω_d(n)T₂，(n＝1，2，...)

其中，T₂为高通滤波时间常数。

优选的，步骤C中，PI调节器的输出

其中，k_p为抑抖比例增益，k_i为抑抖积分增益。

优选的，步骤D中，当t_yp大于t_max时，t_y＝t_max；当t_yp小于t_max时，t_y＝-t_max；否则t_y＝t_yp。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种永磁同步电机转矩控制下的抖动抑制方法，通过计算出电机的抖动速度，再引入PI调节器对电机抖动进行抑制，获得抑抖转矩，再将抑抖转矩叠加到转矩指令中，得到实际的不会产生抖动的输出转矩。该抖动抑制方法，克服由于电机齿槽效应带来的以及转矩检测造成的周期性扰动转矩，消除由于负载周期性扰动造成的谐振，使电机运行平稳，并且引入PI调节器对抖动进行抑制，增强系统的鲁棒性。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为本发明的控制框图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。

本实施例提供的一种永磁同步电机转矩控制下的抖动抑制方法，如图1和图2，包括以下步骤：

A.获取电机的编码器的位置p，对位置p进行微分，获得电机的转速ω；

B.对电机的转速ω进行滤波，获取电机抖动速度ω_d；

C.采用PI调节器对电机抖动进行抑制，PI调节器的给定输入为0，PI调节器的反馈输入为机抖动速度ω_d，PI调节器的输出为t_yp；

D.设定抑抖强度t_max，利用抑抖强度t_max对PI调节器的输出t_yp进行限幅，得到抑抖转矩t_y；

F.输入转矩指令t_i，将抑抖转矩t_y与转矩指令t_i叠加，得到实际的输出转矩t_o。

其中，电机转速ω的计算公式为：

2，...)，T₁为位置p的采样周期；

采用高通滤波算法对电机的转速ω进行滤波，电机抖动转速ω_d的计算公式为：ω_d(n+1)＝ω(n+1)-ω(n)+ω_d(n)T₂，(n＝1，2，...)，T₂为高通滤波时间常数；

引入PI调节器对电机抖动进行抑制，PI调节器的给定值为0，PI调节器以电机抖动速度ω_d为输入量，则输出量

其中，k_p为抑抖比例增益，k_i为抑抖积分增益；

接着，预设抑抖强度t_max，对PI调节器的输出量t_yp进行限幅，限幅器为现有技术，则，当t_yp大于t_max时，t_y＝t_max；当t_yp小于t_max时，t_y＝-t_max；否则t_y＝t_yp；限幅器限制PI调节器的输出t_yp的大小，同时也起到抗积分饱和的作用。

最后，将获得的抑抖转矩与输入电机的转矩指令t_i进行叠加，从而获得实际所需的输出转矩t_o＝t_y+t_i。

通过计算出电机的抖动速度ω_d，再引入PI调节器对电机抖动进行抑制，获得抑抖转矩t_y，再将抑抖转矩叠加到转矩指令中，得到实际的不会产生抖动的输出转矩t_o。齿槽效应、电机转矩检测是使电机抖动的扰动因素，PI调节器的给定为0，以抖动速度为PI调节器的反馈，其输出即可抑制抖动。该抖动抑制方法，克服由于电机齿槽效应带来的以及转矩检测造成的周期性扰动转矩，消除由于负载周期性扰动造成的谐振，使电机运行平稳，并且引入PI调节器对抖动进行抑制，有效增强了系统的鲁棒性。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。