速度波动抑制方法、控制装置和压缩机控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及PMSM(PermanentMagnetSynchronousMotor，永磁同步电机）控制技 术领域，特别涉及一种永磁同步电机的速度波动抑制方法、一种永磁同步电机的控制装置 以及一种具有该永磁同步电机的控制装置的压缩机控制系统。
【背景技术】
[0002] 永磁同步电机在低频运行时由于负载不平衡使得速度产生较大波动，从而给整个 系统带来噪音和振动，影响系统的可靠性，并降低用户使用的舒适性，因此，需要对永磁同 步电机的速度波动进行抑制。
[0003] 相关技术中，永磁同步电机的控制技术中存在以下问题：
[0004] 1、以经典控制理论为基础的双闭环控制为了使电流环能够跟踪电流指令，通常将 电流环的带宽设置较高，转速环的带宽设置较低，永磁同步电机在低频段的转速波动可以 通过调节转速环带宽实现，但这将削弱系统在中频段和高频段的性能，因此可以采用基于 经典控制理论的前馈控制方法等来抑制速度波动。但该类控制方法需要获得控制系统的详 细模型以及永磁同步电机的参数，而在实际运行过程中，随着环境条件的变化，精确的模型 很难获得，而且永磁同步电机本身为非线性多耦合系统，各项参数也会随着运行状况的变 化而变化，系统不确定性因素多，因此将削弱对速度波动抑制的效果；
[0005] 2、在速度电流双闭环控制系统中，实时采集当前运行周期的误差信号，并根据误 差信号生成控制信号，由于生成的控制信号仅与系统当前运行周期的误差信号有关，而忽 略了上一运行周期中误差信号对系统某些特性的影响；
[0006] 3、采用力矩补偿、特定谐波消除等控制方法抑制速度波动，该类控制方法的算法 实现较为复杂，系统可靠性比较低。
[0007] 因此，需要对永磁同步电机的控制技术进行改进。
【发明内容】
[0008] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的 一个目的在于提出一种永磁同步电机的速度波动抑制方法，通过对波动速度进行迭代学习 控制来获得补偿速度以对速度环的给定速度进行修正，从而实现对永磁同步电机运行时的 速度波动进行有效抑制。
[0009] 本发明的另一个目的在于提出一种永磁同步电机的控制装置。本发明的又一个目 的在于提出一种压缩机控制系统。
[0010]为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种永磁同步电机的速度波动抑制 方法，包括以下步骤:获取永磁同步电机的目标转速和反馈转速，并根据所述目标转速和反 馈转速计算所述永磁同步电机的波动转速;对所述波动转速进行迭代学习控制以获得补偿 速度，并将所述补偿速度叠加到所述永磁同步电机的上一控制周期的给定转速上以获得当 前控制周期的给定转速;根据所述当前控制周期的给定转速对所述永磁同步电机进行控制 以抑制所述永磁同步电机的转速波动。
[0011]根据本发明实施例的永磁同步电机的速度波动抑制方法，通过对波动速度即目标 转速与反馈转速之间的速度误差进行迭代学习控制以获得补偿速度，并根据补偿转速对永 磁同步电机的给定转速进行修正，以及根据当前给定转速对永磁同步电机进行控制，从而 实现对永磁同步电机运行时的速度波动进行有效抑制。由于永磁同步电机的当前控制周期 的给定转速是通过波动速度以及上一控制周期的给定转速获得，因此对系统的控制模型依 赖性很低，而且控制简单可靠。
[0012]根据本发明的一个实施例，采用闭环P(Proportional，比例）型迭代算法对所述波 动转速进行迭代学习控制。
[0013] 根据本发明的一个实施例，对所述波动转速进行迭代学习控制以获得补偿速度， 具体包括:获取当前载波个数，并对所述当前载波个数进行判断;如果所述当前载波个数小 于预设载波个数，则控制所述目标转速为所述上一控制周期的给定转速，并根据所述目标 转速和所述反馈转速重新计算所述波动转速，以及对重新计算的所述波动转速进行比例计 算以得到所述补偿转速;如果所述当前载波个数大于或等于所述预设载波个数，则停止对 所述波动转速进行迭代学习控制。
[0014] 根据本发明的一个实施例，通过位置观测器获取所述永磁同步电机的反馈转速。
[0015] 为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种永磁同步电机的控制装置， 包括:波动转速计算模块，所述波动转速计算模块用于获取永磁同步电机的目标转速和反 馈转速，并根据所述目标转速和反馈转速计算所述永磁同步电机的波动转速;迭代学习控 制模块，所述迭代学习控制模块用于对所述波动转速进行迭代学习控制以获得补偿速度； 给定转速获取模块，所述给定转速获取模块用于将所述补偿速度叠加到所述永磁同步电机 的上一控制周期的给定转速上以获得当前控制周期的给定转速;控制模块，所述控制模块 用于根据所述当前控制周期的给定转速对所述永磁同步电机进行控制以抑制所述永磁同 步电机的转速波动。
[0016] 根据本发明实施例的永磁同步电机的控制装置，通过对波动速度即目标转速与反 馈转速之间的速度误差进行迭代学习控制以获得补偿速度，并根据补偿转速对永磁同步电 机的给定转速进行修正，以及根据当前给定转速对永磁同步电机进行控制，从而实现对永 磁同步电机运行时的速度波动进行有效抑制。由于永磁同步电机的当前控制周期的给定转 速是通过波动速度以及上一控制周期的给定转速获得，因此对系统的控制模型依赖性很 低，而且控制简单可靠。
[0017] 根据本发明的一个实施例，所述迭代学习控制模块采用闭环P型迭代算法对所述 波动转速进行迭代学习控制。
[0018] 根据本发明的一个实施例，所述迭代学习控制模块具体包括:获取模块，所述获取 模块用于获取当前载波个数;控制子模块，所述控制子模块用于对所述当前载波个数进行 判断，并在所述当前载波个数小于预设载波个数时，控制所述目标转速为所述上一控制周 期的给定转速，并根据所述目标转速和所述反馈转速重新计算所述波动转速，以及对重新 计算的所述波动转速进行比例计算以得到所述补偿转速，以及在所述当前载波个数大于或 等于所述预设载波个数时，停止对所述波动转速进行迭代学习控制。
[0019] 根据本发明的一个实施例，所述波动转速计算模块通过位置观测器获取所述永磁 同步电机的反馈转速。
[0020] 此外，本发明的实施例还提出了一种压缩机控制系统，其包括上述的永磁同步电 机的控制装置。
[0021] 本发明实施例的压缩机控制系统，通过永磁同步电机的控制装置实现对永磁同步 电机的给定转速的修正，并根据当前给定转速对永磁同步电机进行控制，从而实现对永磁 同步电机运行时的速度波动进行有效抑制，而且控制简单可靠。由于本发明实施例的压缩 机控制系统能够有效抑制永磁同步电机的速度波动，因而能够有效减小振动的产生，避免 空调长期运行在振动较大的情况下而导致的裂管隐患，保证了空调的质量，同时提高了用 户使用的舒适性。
【附图说明】
[0022] 图1是现有的永磁同步电机的矢量控制系统在d轴目标电流/】 =0时的控制原理框 图。
[0023] 图2是压缩机运行一个周期加载在永磁同步电机两端的负载波形。
[0024] 图3是压缩机负载导致的速度波动示意图。
[0025] 图4是根据本发明实施例的永磁同步电机的速度波动抑制方法的流程图。
[0026] 图5是根据本发明一个实施例的永磁同步电机的矢量控制图。
[0027] 图6是根据本发明一个实施例的永磁同步电机的速度波动抑制方法的流程图。
[0028] 图7是根据本发明一个实施例的永磁同步电机的速度波形图。
[0029] 图8是根据本发明一个实施例的永磁同步电机的电磁转矩与负载转矩的波形图。
[0030] 图9是根据本发明一个实施例的速度环的给定转速的波形图。
[0031] 图10是根据本发明实施例的永磁同步电机的控制装置的方框示意图。
【具体实施方式】<