專利名稱：高精度位置控制開關(guān)磁阻電機控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電機控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高精度位置控制開關(guān)磁阻電機控制器。
背景技術(shù)：
開關(guān)磁阻電機是一種新型調(diào)速電機，調(diào)速系統(tǒng)兼具直流、交流兩類調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點，是繼變頻調(diào)速系統(tǒng)、無刷直流電動機調(diào)速系統(tǒng)后的最新一代無極調(diào)速系統(tǒng)。開關(guān)磁阻電機結(jié)構(gòu)簡單、高效節(jié)能、調(diào)速性能好、可靠性高，且無需使用磁鐵等稀有金屬材料，因此現(xiàn)在適用范圍越來越廣，已成功地應用于電動車驅(qū)動、通用工業(yè)、家用電器和紡織機械等各個領(lǐng)域。傳統(tǒng)的開關(guān)磁阻電機大部分都采用簡單的調(diào)速控制器，控制器內(nèi)包含控制電路與功率變換器。控制器通過電子電路控制功率開關(guān)器件的導通與關(guān)斷，功率開關(guān)器件又控制電動機各相繞組的導通與關(guān)斷，從而使電動機旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向與電流方向無關(guān)。通過控制繞組導通與關(guān)斷的順序，可以控制電動機的旋轉(zhuǎn)方向，通過控制繞組的電流及開通與關(guān)斷角度可以控制電動機的轉(zhuǎn)速。這樣的設(shè)計結(jié)構(gòu)一般存在如下缺點:不能實現(xiàn)精確的位置控制；系統(tǒng)的快速性差，不能抑制機械諧振；高速時容易發(fā)生振動，且效率下降，發(fā)熱量大、損耗較高等等。[0003]鑒于上述已有技術(shù)，有必要對現(xiàn)有的開關(guān)磁阻電機控制器加以改進，為此，本申請人作了有益的設(shè)計，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種高精度位置控制開關(guān)磁阻電機控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的位置定位控制，系統(tǒng)的快速性好并抑制了機械諧振，在提升電機高速性能的同時減少振動，由此降低發(fā)熱損耗。本實用新型的目的是這樣來達到的，一種高精度位置控制開關(guān)磁阻電機控制器，包括高階運動曲線產(chǎn)生器、前饋控制器、F1DFF (Pseudo-Derivative-Feedback withFeed-Forward具有前饋的偽微分反饋)控制器、振動抑制控制器、速度反饋控制器、力矩控制器以及相位校正器，所述的高階運動曲線產(chǎn)生器的一輸出端與前饋控制器的輸入端連接，高階運動曲線產(chǎn)生器的另一輸出端的輸出信號與開關(guān)磁阻電機的輸出信號經(jīng)運算后輸送給TOFF控制器，PDFF控制器的輸出端與振動抑制控制器的輸入端連接，振動抑制控制器的輸出信號與前饋控制器的輸出信號以及速度反饋控制器的輸出信號經(jīng)運算后輸送給力矩控制器的一輸入端，力矩控制器的輸出端與開關(guān)磁阻電機的輸入端連接，力矩控制器的另一輸入端連接相位校正器，相位校正器的輸入端和速度反饋控制器的輸入端共同連接至開關(guān)磁阻電機的輸出端。在本實用新型的一個具體的實施例中，所述的高階運動曲線產(chǎn)生器的另一輸出端的輸出信號與所述的開關(guān)磁阻電機的輸出信號相減后輸送給所述的F1DFF控制器。在本實用新型的另一個具體的實施例中，所述的振動抑制控制器的輸出信號加上前饋控制器的輸出信號并減去速度反饋控制器的輸出信號后輸送給所述的力矩控制器。本實用新型由于采用了上述結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果是:通過TOFF控制器并結(jié)合振動抑制算法，大大提高了系統(tǒng)快速性，并抑制了機械諧振；通過相位校正器，大大提升了電機高速性能，減少了振動的發(fā)生，從而有效降低發(fā)熱損耗，由此使得整個設(shè)計方案實現(xiàn)了精確的位置定位控制。

圖1為本實用新型的原理框圖。
具體實施方式
為了使公眾能充分了解本實用新型的技術(shù)實質(zhì)和有益效果，申請人將在
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
詳細描述，但申請人對實施例的描述不是對技術(shù)方案的限制，任何依據(jù)本實用新型構(gòu)思作形式而非實質(zhì)的變化都應當視為本實用新型的保護范圍。 請參閱圖1，一種高精度位置控制開關(guān)磁阻電機控制器，包括高階運動曲線產(chǎn)生器
1、前饋控制器2、PDFF控制器3、振動抑制控制器4、速度反饋控制器5、力矩控制器6以及相位校正器7。所述的高階運動曲線產(chǎn)生器I的一輸出端與前饋控制器2的輸入端連接，高階運動曲線產(chǎn)生器I的另一輸出端的輸出信號與開關(guān)磁阻電機8的輸出信號經(jīng)運算后輸送給TOFF控制器3，在本實施例中，是所述的高階運動曲線產(chǎn)生器I的另一輸出端的輸出信號與所述的開關(guān)磁阻電機8的輸出信號相減后輸送給所述的F1DFF控制器3。PDFF控制器3的輸出端與振動抑制控制器4的輸入端連接，振動抑制控制器4的輸出信號與前饋控制器2的輸出信 號以及速度反饋控制器5的輸出信號經(jīng)運算后輸送給力矩控制器6的一輸入端，在本實施例中，是所述的振動抑制控制器4的輸出信號加上前饋控制器2的輸出信號并減去速度反饋控制器5的輸出信號后輸送給所述的力矩控制器6。力矩控制器6的輸出端與開關(guān)磁阻電機8的輸入端連接，力矩控制器6的另一輸入端連接相位校正器7，相位校正器7的輸入端和速度反饋控制器5的輸入端共同連接至開關(guān)磁阻電機8的輸出端。請再參閱圖1，當需要控制開關(guān)磁阻電機8運轉(zhuǎn)時，首先由高階運動曲線產(chǎn)生器I產(chǎn)生一條平滑運動控制軌跡，這個電壓信號分兩路對外輸出，一路輸送給前饋控制器2，所述的前饋控制器2的輸出信號用于疊加到振動抑制控制器4和速度反饋控制器5的控制量上，能有效補償控制系統(tǒng)產(chǎn)生的相位滯后，大大提高控制系統(tǒng)帶寬，從而減少系統(tǒng)動態(tài)誤差和系統(tǒng)整定時間；另一路輸出信號與開關(guān)磁阻電機8的輸出信號相減后輸送給F1DFF控制器3，所述的I3DFF控制器3實現(xiàn)位置控制，它與傳統(tǒng)的PID控制器相比，能有效提高系統(tǒng)帶寬。PDFF控制器3的輸出 而與振動抑制控制器4的輸入 而連接,振動抑制控制器4用于抑制電機和機械傳動系統(tǒng)的機械諧振，由此提高機械的系統(tǒng)壽命。振動抑制控制器4的輸出信號與前饋控制器2的輸出信號相加并與速度反饋控制器5的輸出信號相減后輸送給力矩控制器6，其中，速度反饋控制器5和力矩控制器6分別用于實現(xiàn)速度和力矩的控制。力矩控制器6輸出的電壓信號發(fā)送給開關(guān)磁阻電機8,開關(guān)磁阻電機8把電能轉(zhuǎn)化成機械運動。力矩控制器6的另一輸入端連接相位校正器7的輸出端，相位校正器7的輸入端和速度反饋控制器5的輸入端共同連接至開關(guān)磁阻電機8的輸出端，其中的相位校正器7用于補償開關(guān)磁阻電機8換向時系統(tǒng)產(chǎn)生的滯后，減小力矩波動并提高系統(tǒng)效率，從而降低系統(tǒng)能量損耗和發(fā)熱，提1 系統(tǒng)壽 命，完善電機1 速性能，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。
權(quán)利要求1.一種高精度位置控制開關(guān)磁阻電機控制器，其特征在于包括高階運動曲線產(chǎn)生器(I)、前饋控制器(2)、roFF控制器(3)、振動抑制控制器(4)、速度反饋控制器(5)、力矩控制器(6)以及相位校正器(7)，所述的高階運動曲線產(chǎn)生器(I)的一輸出端與前饋控制器(2)的輸入端連接，高階運動曲線產(chǎn)生器(I)的另一輸出端的輸出信號與開關(guān)磁阻電機(8)的輸出信號經(jīng)運算后輸送給I3DFF控制器(3)，TOFF控制器(3)的輸出端與振動抑制控制器(4)的輸入端連接，振動抑制控制器(4)的輸出信號與前饋控制器(2)的輸出信號以及速度反饋控制器(5)的輸出信號經(jīng)運算后輸送給力矩控制器(6)的一輸入端，力矩控制器(6)的輸出端與開關(guān)磁阻電機(8)的輸入端連接，力矩控制器(6)的另一輸入端連接相位校正器(7 )，相位校正器(7 )的輸入端和速度反饋控制器(5 )的輸入端共同連接至開關(guān)磁阻電機(8)的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度位置控制開關(guān)磁阻電機控制器，其特征在于所述的高階運動曲線產(chǎn)生器(I)的另一輸出端的輸出信號與所述的開關(guān)磁阻電機(8)的輸出信號相減后輸送給所述的TOFF控制器(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度位置控制開關(guān)磁阻電機控制器，其特征在于所述的振動抑制控制器(4)的輸出信號加上前饋控制器(2)的輸出信號并減去速度反饋控制器(5)的輸出信號后輸送給所 述的力矩控制器(6)。
專利摘要一種高精度位置控制開關(guān)磁阻電機控制器，屬于電機控制技術(shù)領(lǐng)域。高階運動曲線產(chǎn)生器的輸出端與前饋控制器的輸入端連接、另一輸出端的輸出信號與開關(guān)磁阻電機的輸出信號經(jīng)運算后輸送給PDFF控制器，PDFF控制器的輸出端與振動抑制控制器的輸入端連接，振動抑制控制器的輸出信號與前饋控制器的輸出信號以及速度反饋控制器的輸出信號經(jīng)運算后輸送給力矩控制器的輸入端，力矩控制器的輸出端與開關(guān)磁阻電機的輸入端連接，力矩控制器的另一輸入端連接相位校正器，相位校正器的輸入端和速度反饋控制器的輸入端共同連接至開關(guān)磁阻電機的輸出端。優(yōu)點提高系統(tǒng)快速性，抑制機械諧振；提升電機高速性能，減少振動的發(fā)生，降低發(fā)熱損耗。
文檔編號H02P6/10GK203135776SQ201320106198
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者王肇, 周素平, 韓成超, 潘晨聰, 潘祥生 申請人:王肇, 周素平, 韓成超, 潘晨聰, 潘祥生