行调节，作为电机转速环的输出值，即 电流内环的参考值Lef; 步骤3,制定该控制系统的电路表达式，并进行拉氏变换，根据拉氏变换画出系统的电 流环控制结构，并对该结构进行等效变换； 步骤4,将步骤1中采样得到的Urf进行如下处理，先乘以该系统所需的虚拟电阻的倒 数1/R，再乘以电感电流单周期控制传递函数G (s)得到电感电流信号反馈值Uig fed; 步骤5,将该电感电流信号反馈值Uig_fral作为电感电流参考值i 的负反馈，加入到电 感电流信号参考值i^f的输入端。
4. 根据权利要求3所述的一种Buck电路无刷直流电机控制系统的有源阻尼方法，其特 征在于：在拉氏变换中将采样得到的Ucf转化为电感电流信号反馈值U sig fed，其公式如下所 示：
式中：ksig_f?l(S)为复频域下电感电流信号反馈值； Ucf(S)为复频域下电容电压值； R为复频域下该控制系统中Buck电容并联的虚拟电阻阻值； G(S)为复频域下电感电流单周期控制传递函数，在单周期控制方式下，电感电流反馈 值跟随给定值，G(s)近似为1。
5. 根据权利要求2所述的一种Buck电路无刷直流电机控制系统的有源阻尼方法，其特 征在于：该方法提供一种Buck电路无刷直流电机控制系统，其中给Buck电容串联联虚拟电 阻，等效为虚拟电阻一端Buck电容的一端相连，另一端与Buck电感的一端相连； 该方法包括以下步骤： 步骤1，在一个控制周期开始时刻采样Buck变换器中的电容电流 步骤2,当无刷直流电机换相时，数字信号处理器实时计算出电机转速作为电机转速环 的反馈，与设定的电机转速给定值经过PI调节器进行调节，作为电机转速环的输出值，即 电流内环的参考值 步骤3,制定该控制系统的电路表达式，并进行拉氏变换，根据拉氏变换画出系统的电 流环控制结构，并对该结构进行等效变换； 步骤4,将步骤1中采样得到的irf进行如下处理，先乘以该系统所需的虚拟电阻的阻 值R，再乘以电机一相的阻抗的倒数
，乘以电感电流单周期控制传递函数G (s)，将反 馈量移到控制信号端，得到电感电流信号反馈值Uig_fed; 步骤5,将该电感电流信号反馈值iwg_fral作为负反馈加给电感电流参考值i tof。
6. 根据权利要求5所述的一种Buck电路无刷直流电机控制系统的有源阻尼方法，其特 征在于：在拉式变化中将采样得到的^转化为电感电流信号反馈值U sig_fed，其公式如下所 示：
式中，所有变量都是在复频域下的值； ksig_fral(s)为复频域下电感电流信号反馈值； Lf (s)为复频域下电容电流值； R为复频域下该控制系统中Buck电容串联的虚拟电阻的值；
'为电机一相阻抗在复频域的倒数； G(S)为复频域下电感电流单周期控制传递函数，在单周期控制方式下，电感电流反馈 量始终跟随给定量，因此G (s)近似为1。
7. 根据权利要求2所述的一种Buck电路无刷直流电机控制系统的有源阻尼方法，其特 征在于：该方法提供一种Buck电路无刷直流电机控制系统，其中，给三相逆变器母线串联 虚拟电阻，等效为虚拟电阻一端Buck电容的以及Buck电感的一端相连，另一端三相逆变器 母线相连；该方法包括以下步骤： 步骤1，在一个控制周期开始时刻采样逆变器母线电流，在此忽略换相期间电机相阻抗 串并联方式的改变对阻尼系数的影响，逆变器母线电流代替相电流记为ibus; 步骤2,当无刷直流电机换相时，数字信号处理器实时计算出电机转速作为电机转速环 的反馈，与设定的电机转速给定值经过PI调节器进行调节，作为电机转速环的输出值，也 就是电流内环的参考值 步骤3,制定该控制系统的电路表达式，并进行拉氏变换，根据拉氏变换画出系统的电 流环控制结构，并对该结构进行等效变换； 步骤4,将步骤1中采样得到的ibus进行如下处理，先乘以该系统所需的虚拟电阻的阻 值R，再乘以Buck电容的复频域阻抗Cs，乘以电感电流单周期控制传递函数G (s)，将反馈量 移到控制信号端，得到电感电流信号反馈值 步骤5,将该电感电流信号反馈值iwg_fral作为负反馈加给电感电流参考值i tof。
8.根据权利要求7所述的一种Buck电路无刷直流电机控制系统的有源阻尼方法，其特 征在于：在拉氏变换中将采样得到的ibus转化为电感电流信号反馈值kig_fed，其公式如下所 示： ^Lsig-fed (s) = Ibus (s) RCsG (s)； 式中，所有变量都是在复频域下的值 ksig_fral(s)为复频域下电感电流信号反馈值； Ibus(S)为复频域下三相逆变器母线电流； R为复频域下该控制系统中逆变器母线串联的虚拟电阻的值； Cs为复频域下Buck电容的复频域阻抗； G(S)为复频域下电感电流单周期控制传递函数，在单周期控制方式下，电感电流反馈 值跟随给定值，G(S)近似为1。
【专利摘要】本发明公布了一种Buck电路无刷直流电机控制系统的有源阻尼方法，该方法有三种实现方式，分别是Buck电容并联虚拟电阻、Buck电容串联虚拟电阻、逆变器母线串联虚拟电阻；驱动系统为转速电流双闭环控制，外环是转速环，采用PI调节器控制；内环是电流环，为了使得电感电流更好地跟随给定值，电流内环采用单周期控制；在Buck电容取值较小时，该方法能够增大控制系统的阻尼，能够迅速在换相期间稳定Buck母线输出电压，使得电机相电流在换相期间能够快速回到稳态值，抑制电流谐振。本发明通过系统的控制算法来实现阻尼的作用，在不增加系统损耗的前提下，有效的增加了系统阻尼，抑制了电机相电流的谐振，提高了控制系统的稳定性。
【IPC分类】H02P7-28
【公开号】CN104868807
【申请号】CN201510227831
【发明人】单涛, 王晓琳, 倪拓成
【申请人】南京航空航天大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月6日