合肥工业大学平兆武获国家专利权
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龙图腾网获悉合肥工业大学申请的专利一种基于内模的永磁同步电机自适应速度控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116317793B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310153983.1,技术领域涉及:H02P21/22;该发明授权一种基于内模的永磁同步电机自适应速度控制方法是由平兆武;贾英杰;黄云志设计研发完成,并于2023-02-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于内模的永磁同步电机自适应速度控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于内模的永磁同步电机自适应速度控制方法,该方法包括:建立永磁同步电机数学模型;将外部干扰频率未知条件下的永磁同步电机的速度跟踪和干扰抑制问题描述为一个自适应伺服控制问题;控制器的设计采用速度‑电流环的级联结构,其中速度环采用基于内模的自适应控制方法,电流环采用PI控制方法。本发明解决了实际控制中外部干扰频率未知和电机参数摄动影响跟踪性能的问题,具有良好的速度跟踪性能。此外,本发明所提出的基于内模的自适应速度控制方法允许所有的电机参数未知并且能够实现未知干扰频率的估计。
本发明授权一种基于内模的永磁同步电机自适应速度控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于内模的永磁同步电机自适应速度控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1:建立永磁同步电机数学模型,所述永磁同步电机数学模型如下: 1 其中:、分别是定子电压的d-q轴分量,、分别是定子电流的d-q轴分量,是电枢电感,是定子电阻,p是极对数,代表永磁体磁链,是实际机械角速度,是负载转矩,J是电机转子转动惯量,B是粘滞摩擦系数; 步骤2:将外部干扰频率未知条件下的永磁同步电机的速度跟踪和干扰抑制问题描述为一个自适应伺服控制问题,具体如下: 1设定参考速度和负载转矩由以下外部系统产生: 2 其中,为三个定常矩阵,但是未知常数;此外部系统具有一般性,可产生实际中常用的信号,所述常用的信号包括常值信号、斜坡信号、正弦信号; 2令,作为控制输入,将被用作电流环的参考信号;将永磁同步电机数学模型的速度方程写为如下形式: ,3 3定义跟踪误差为: ,4 4令,,,,,其中,,,,表示永磁同步电机各个参数的标称值,,,,,表示永磁同步电机各个参数的实际值,表示永磁同步电机参数的实际值和标称值的偏差;将永磁同步电机数学模型和公式2写成如下紧凑形式: 5 其中,; 5此时外部干扰频率未知条件下的永磁同步电机的速度跟踪和干扰抑制问题已被描述为一个自适应伺服控制问题,其控制目标是在外部系统中包含未知参数的情况下使得闭环系统稳定和公式5的稳态跟踪误差渐近趋于零; 步骤3:设计内模,将电机系统的自适应伺服控制问题转化为由电机系统和内模组成的增广系统的鲁棒镇定问题,具体如下: 1求解如下的调节器方程: 6 其中,分别是稳态状态和稳态输入,得到状态和输入的稳态解如下: ,7 2存在整数和实数使得对外部系统的所有轨 迹和所有的都满足 ,8 3让并且为一对可观测矩阵如下: 9 4构建如下的稳态发生器来产生稳态解: 10 5选择一对可控矩阵,其中为Hurwitz矩阵,令,可得: 11 其中,为满足如下的Sylvester方程的任意非奇异矩阵: 12 6设计内模为如下形式: 13 7进行如下的坐标变换与输入变换: 14 得到如下的误差方程: 15 8此时,系统5的自适应伺服控制问题已经被转化为系统15的鲁棒镇定问题; 步骤4:采用速度-电流环的级联结构,基于自适应输出调节理论,针对速度环设计自适应状态反馈控制器; 步骤5:采用速度-电流环的级联结构,针对电流环设计PI控制器并给出最终控制器。
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