專利名稱：一種電機(jī)提升功率輸出的雙閉環(huán)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙閉環(huán)控制方法，具體的是涉及一種電機(jī)提升功率輸出的雙閉環(huán)控制方法。
背景技術(shù)：
電機(jī)-以永磁直流無刷電機(jī)為例，它的控制采用常規(guī)的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制?；僖韵虏捎煤戕D(zhuǎn)矩模式，即控制PWM (Pulse-ffidth Modulation)占空比調(diào)整電機(jī)端電壓進(jìn)行調(diào)速；基速以上采用恒功率模式，即弱磁控制進(jìn)行減弱合成磁場進(jìn)行電機(jī)提速，減小反電動(dòng)勢常數(shù)控制電動(dòng)勢不超過電機(jī)端電壓。采用恒轉(zhuǎn)矩模式，電機(jī)運(yùn)行在額定工作點(diǎn)，對于需要短時(shí)超過額定帶載輸出的場合，為了滿足需求，電機(jī)需要設(shè)計(jì)在最大輸出功率點(diǎn)，設(shè)計(jì)尺寸大；采用恒功率模式時(shí)，由于電源電壓波動(dòng)及環(huán)境因素影響，電機(jī)有基速難以界定等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述已有技術(shù)中，永磁直流無刷電機(jī)控制在恒轉(zhuǎn)矩模式時(shí)，為了滿足短時(shí)過載輸出的需求，導(dǎo)致設(shè)計(jì)尺寸大；在恒功率模式時(shí)，基速難以界定的問題；提供一種既能提升電機(jī)輸出功率，又能解決電機(jī)基速點(diǎn)難以界定和有效減小電機(jī)尺寸，同時(shí)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和電流的雙閉環(huán)控制方法。為了達(dá)到上述的目的，采取的技術(shù)方案是:提供一種電機(jī)提升功率輸出的雙閉環(huán)控制方法，包括:步驟1，采用霍爾傳感器獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，計(jì)算出電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，將該實(shí)際轉(zhuǎn)速和電機(jī)的設(shè)定轉(zhuǎn)速輸入到一轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器中，轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器根據(jù)設(shè)定轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速，計(jì)算出設(shè)定電流并輸入到一電流PI調(diào)節(jié)器中；步驟2，采用電流采樣電路獲得電機(jī)每相繞組的實(shí)際電流，將該實(shí)際電流輸入到上述的電流PI調(diào)節(jié)器中，電流PI調(diào)節(jié)器根據(jù)設(shè)定電流和實(shí)際電流，計(jì)算出PWM占空比和提前導(dǎo)通角，再通過提前導(dǎo)通角計(jì)算出提前關(guān)斷角；步驟3，將上述獲得的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置、PWM占空比、提前導(dǎo)通角以及提前關(guān)斷角輸入到電機(jī)的含有開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電路中，驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置、PWM占空比、提前導(dǎo)通角開通相應(yīng)的開關(guān)管，并根據(jù)提前關(guān)斷角關(guān)斷相應(yīng)的開關(guān)管，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流的雙閉環(huán)控制。本發(fā)明的雙閉環(huán)控制方法具有顯著的進(jìn)步。如上述本發(fā)明雙閉環(huán)控制方法的步驟中，除了采用的霍爾傳感器和電流采樣電路外，對于轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器、電流PI調(diào)節(jié)器以及實(shí)際轉(zhuǎn)速的計(jì)算，只需要含有這些功能(軟件)的單片機(jī)，或者含有這些功能(軟件)的芯片就可以達(dá)到目的。所以，本發(fā)明的雙閉環(huán)控制方法需要的設(shè)備簡單。而且，本發(fā)明通過電機(jī)轉(zhuǎn)子位置、PWM占空比、提前導(dǎo)通角以及提前關(guān)斷角控制電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路的開通與關(guān)斷。所以，具有控制精度高、超調(diào)小、響應(yīng)速度快、帶載能力強(qiáng)、輸出功率大、效率較高的特點(diǎn)。不存在上述現(xiàn)有技術(shù)中采用恒轉(zhuǎn)矩模式的方法時(shí)，為了滿足短時(shí)過載輸出的需求，導(dǎo)致設(shè)計(jì)尺寸大的問題。如上述本發(fā)明雙閉環(huán)控制方法的步驟，因?yàn)殡姍C(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速是根據(jù)霍爾傳感器測得的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置計(jì)算而獲得的(步驟I)。所以，本發(fā)明雙閉環(huán)控制方法不存在電機(jī)基速難以確定的問題。


圖1是本發(fā)明雙閉環(huán)控制方法一實(shí)施例的示意圖；圖2是本發(fā)明雙閉環(huán)控制方法一實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，在本實(shí)施例中，雙閉環(huán)控制方法包括:步驟1:首先通過霍爾傳感器06獲取電機(jī)05 (在本實(shí)施例中，電機(jī)為永磁直流無刷電機(jī))的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置Θ，由計(jì)算模塊07計(jì)算出電機(jī)05的實(shí)際轉(zhuǎn)速n，將實(shí)際轉(zhuǎn)速η和設(shè)定轉(zhuǎn)速η*輸入到轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器01中，轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器01根據(jù)設(shè)定轉(zhuǎn)速η*和實(shí)際轉(zhuǎn)速η，計(jì)算出設(shè)定電流Γ并輸入到電流PI調(diào)節(jié)器02中；步驟2:采用電流采樣電路03獲得電機(jī)05每相繞組的實(shí)際電流I，將實(shí)際電流I輸入到電流PI調(diào)節(jié)器02中，電流PI調(diào)節(jié)器02根據(jù)設(shè)定電流Γ和實(shí)際電流I，計(jì)算出PWM占空比、提前導(dǎo)通角θ_η和提前關(guān)斷角θε1.;步驟3:將上述獲得的電機(jī)05的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置Θ，由電流PI調(diào)節(jié)器02計(jì)算所得的PWM占空比、提前導(dǎo)通角0。_以及提前關(guān)斷角Θε1 輸入到電機(jī)05的含有開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電路04中，驅(qū)動(dòng)電路04根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置Θ、PWM占空比、提前導(dǎo)通角θ_η開通相應(yīng)的開關(guān)管，并根據(jù)提前關(guān)斷角Θ d 關(guān)斷相應(yīng)的開關(guān)管，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速和電流的雙閉環(huán)控制。具體方法步驟的流程如圖2所示。如圖2所示，本發(fā)明雙閉環(huán)控制方法的具體方法步驟的流程為:步驟I，控制程序啟動(dòng)后，<11>首先是電機(jī)05的轉(zhuǎn)速實(shí)際值η計(jì)算。計(jì)算模塊07通過霍爾傳感器06獲取電機(jī)05的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置Θ (圖1示)，Θ I為第一次記錄的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，Θ 2為經(jīng)過時(shí)間At后記錄的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置。電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速η的計(jì)算公式為:
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)提升功率輸出的雙閉環(huán)控制方法，其特征在于，包括: 步驟1，采用霍爾傳感器獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，計(jì)算出電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，將該實(shí)際轉(zhuǎn)速和電機(jī)的設(shè)定轉(zhuǎn)速輸入到一轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器中，轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器根據(jù)設(shè)定轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速，計(jì)算出設(shè)定電流并輸入到一電流PI調(diào)節(jié)器中； 步驟2，采用電流采樣電路獲得電機(jī)每相繞組的實(shí)際電流，將該實(shí)際電流輸入到上述的電流PI調(diào)節(jié)器中，電流PI調(diào)節(jié)器根據(jù)設(shè)定電流和實(shí)際電流，計(jì)算出PWM占空比和提前導(dǎo)通角，再通過提前導(dǎo)通角計(jì)算出提前關(guān)斷角； 步驟3，將上述獲得的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置、PWM占空比、提前導(dǎo)通角以及提前關(guān)斷角輸入到電機(jī)的含有開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電路中，驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置、PWM占空比、提前導(dǎo)通角開通相應(yīng)的開關(guān)管 ，并根據(jù)提前關(guān)斷角關(guān)斷相應(yīng)的開關(guān)管，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速和電流的雙閉環(huán)控制。
全文摘要
一種電機(jī)提升功率輸出的雙閉環(huán)控制方法，包括步驟1，采用霍爾傳感器獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，計(jì)算出電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速輸入到轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器根據(jù)設(shè)定轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速，計(jì)算出設(shè)定電流并輸入到電流PI調(diào)節(jié)器中；步驟2，采用電流采樣電路獲得電機(jī)每相繞組的實(shí)際電流，輸入到電流PI調(diào)節(jié)器中，電流PI調(diào)節(jié)器根據(jù)設(shè)定電流和實(shí)際電流，計(jì)算出PWM占空比、提前導(dǎo)通角和提前關(guān)斷角；步驟3，將獲得的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置、PWM占空比、提前導(dǎo)通角以及提前關(guān)斷角輸入到含有開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電路中，控制驅(qū)動(dòng)電路開通與關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)電機(jī)提升功率輸出的轉(zhuǎn)速和電流的雙閉環(huán)控制。
文檔編號H02P6/08GK103236811SQ20131013318
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者張兵, 王冬劍, 張亮 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第三十六研究所