1.一種離散域電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟A:根據(jù)交流電機(jī)電流內(nèi)環(huán)的離散域數(shù)學(xué)模型,考慮數(shù)字控制系統(tǒng)的一拍延遲,設(shè)計(jì)含有可調(diào)參數(shù)k的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電流內(nèi)環(huán)的離散域調(diào)節(jié)器
步驟B:針對(duì)離散域調(diào)節(jié)器中的可調(diào)參數(shù)k,以無(wú)超調(diào)量為優(yōu)化目標(biāo),根據(jù)公式計(jì)算,得到優(yōu)化值代入步驟A中的即得優(yōu)化的離散域調(diào)節(jié)器
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟A包括:
步驟(a1):根據(jù)交流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,將反電動(dòng)勢(shì)當(dāng)作干擾項(xiàng),得到交流電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的傳遞函數(shù)
其中,Iαβ(s)為電機(jī)電流的拉普拉斯(Laplace)變換,Uαβ(s)為電機(jī)電壓的拉普拉斯(Laplace)變換,R為電機(jī)定子電阻,L為電機(jī)定子電感,s為復(fù)頻率;
步驟(a2):根據(jù)步驟(a1)中的傳遞函數(shù),將逆變器等效為零階保持器,經(jīng)過(guò)Z變換,得到逆變器供電的、靜止坐標(biāo)系下的交流電機(jī)離散模型
其中,Ts為控制周期,Z表示進(jìn)行Z變換,s為復(fù)頻率,z為Z變換算子,e為自然對(duì)數(shù);
步驟(a3):將步驟(a2)中的離散模型變換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,補(bǔ)償數(shù)字控制系統(tǒng)的一拍延遲,得到交流電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電流內(nèi)環(huán)的離散域數(shù)學(xué)模型
其中,ωe為同步電角速度,j為虛數(shù)單位;
步驟(a4):根據(jù)步驟(a3)中的數(shù)學(xué)模型,基于零極點(diǎn)對(duì)消的設(shè)計(jì)方法, 直接設(shè)計(jì)含有可調(diào)參數(shù)k的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電流內(nèi)環(huán)的離散域調(diào)節(jié)器
。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述步驟B包括:
步驟(b1):根據(jù)步驟(a3)中得到的離散域數(shù)學(xué)模型和步驟(a4)中得到的離散域調(diào)節(jié)器可得到系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)
其中,R為電機(jī)定子電阻,L為電機(jī)定子電感,Ts為控制周期,k為可調(diào)參數(shù),z為Z變換算子,e為自然對(duì)數(shù);
步驟(b2):根據(jù)步驟(b1)中得到的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù),可得系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程:
步驟(b3):根據(jù)自動(dòng)控制原理,步驟(b2)中閉環(huán)特征方程的兩個(gè)根均位于實(shí)軸時(shí),系統(tǒng)無(wú)超調(diào)量,此時(shí)需滿足:
步驟(b4):求解步驟(b3)中的方程,得實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無(wú)超調(diào)的可調(diào)參數(shù)k的優(yōu)化值
將計(jì)算得到的可調(diào)參數(shù)k的優(yōu)化值代入步驟A中的離散域調(diào)節(jié)器即得到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電流內(nèi)環(huán)的離散域調(diào)節(jié)器
其中,ωe為同步電角速度,j為虛數(shù)單位。