一种永磁同步电机速度控制方法与流程

技术特征：

1.一种永磁同步电机速度控制方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

步骤1：通过位置传感器获得电机转子实际位置θ和实际的机械角速度ω_r；

步骤2：将期望的机械角速度ω_r^*和实际的机械角速度ω_r的转速误差作为PI调节器的输入，获得PI调节器的输出值和限幅环节的输出值；

步骤3：根据所述PI调节器的输出值和限幅环节的输出值确定PI调节器工作在线性区还是非线性区；

步骤4：当PI调节器工作在线性区时，将所述PI调节器的比例环节的输出值和积分环节的输出值之和作为PI调节器工作在线性区的输出值；

步骤5：当PI调节器工作在非线性区时，取消PI调节器的积分环节，将PI调节器的输出值与限幅环节的输出值之差进行积分作为PI调节器退出非线性区进入线性区时的积分初始值；

步骤6：在所述PI调节器退出饱和时，所述PI调节器的比例环节的输出值与所述积分初始值之和作为PI调节器工作在非线性区时的输出值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3包括：

当所述PI调节器的输出值和限幅环节的输出值相等时，确定PI调节器工作在线性区；

当所述PI调节器的输出值和限幅环节的输出值不相等时，确定PI调节器工作在非线性区。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5中，所述积分初始值如下计算：

${\hat{q}}_{sat}=k_a{\∫}_0^t(u_n-u_s)dt$

其中，为所述积分初始值，k_a为预定偏差增益值，t为PI调节器在非线性区时的时间，u_n和u_s分别为所述PI调节器的输出值和限幅环节的输出值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中所述PI调节器工作在线性区时，所述PI调节器的输出值表示为如下算式：

$u_n=K_{pv}e\left(k\right)+K_{iv}\underset{j=0}{\overset{k}{\Σ}}e\left(j\right)$

式中，K_pv为速度环比例增益，K_ｉv为速度环积分增益，e(k)为第k个离散周期的转速误差，e(j)为第j个离散周期的转速误差，j的取值范围为0到k，k为离散周期的总周期数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述PI调节器工作在线性区时的运动方程如下：

$J\frac{{\mathrm{d\ω}}_r}{dt}+{\mathrm{B\ω}}_r=k_T\left(K_{pv}e\right(k)+K_{iv}\underset{j=0}{\overset{k}{\Σ}}e(j\left)\right)-T_L$

其中，ω_r为电机转子实际的机械角速度；B为摩擦系数，k_T为力矩常数，T_L为负载转矩。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6中所述PI调节器工作在非线性区时，所述PI调节器的输出值如下表示：

$u_n=K_{pv}e\left(k\right)+{\hat{q}}_{sat}$

其中，K_pv为速度环比例增益，e(k)为转速误差偏差，为所述积分初始值。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述PI调节器工作在非线性区时的运动方程如下：

$J\frac{{\mathrm{d\ω}}_r}{dt}+{\mathrm{B\ω}}_r=k_{T}U-T_L$

其中，ω_r为电机转子实际的机械角速度；B为摩擦系数，k_T为力矩常数，T_L为负载转矩，ω_r大于零时，U等于电机的最大电流值；ω_r小于零时，U等于电机的最小电流值。