速度波動抑制方法、控制裝置和壓縮機控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及PMSM(PermanentMagnetSynchronousMotor，永磁同步電機）控制技 術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種永磁同步電機的速度波動抑制方法、一種永磁同步電機的控制裝置 以及一種具有該永磁同步電機的控制裝置的壓縮機控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 永磁同步電機在低頻運行時由于負載不平衡使得速度產(chǎn)生較大波動，從而給整個 系統(tǒng)帶來噪音和振動，影響系統(tǒng)的可靠性，并降低用戶使用的舒適性，因此，需要對永磁同 步電機的速度波動進行抑制。
[0003] 相關(guān)技術(shù)中，永磁同步電機的控制技術(shù)中存在以下問題：
[0004] 1、以經(jīng)典控制理論為基礎(chǔ)的雙閉環(huán)控制為了使電流環(huán)能夠跟蹤電流指令，通常將 電流環(huán)的帶寬設(shè)置較高，轉(zhuǎn)速環(huán)的帶寬設(shè)置較低，永磁同步電機在低頻段的轉(zhuǎn)速波動可以 通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速環(huán)帶寬實現(xiàn)，但這將削弱系統(tǒng)在中頻段和高頻段的性能，因此可以采用基于 經(jīng)典控制理論的前饋控制方法等來抑制速度波動。但該類控制方法需要獲得控制系統(tǒng)的詳 細模型以及永磁同步電機的參數(shù)，而在實際運行過程中，隨著環(huán)境條件的變化，精確的模型 很難獲得，而且永磁同步電機本身為非線性多耦合系統(tǒng)，各項參數(shù)也會隨著運行狀況的變 化而變化，系統(tǒng)不確定性因素多，因此將削弱對速度波動抑制的效果；
[0005] 2、在速度電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)中，實時采集當前運行周期的誤差信號，并根據(jù)誤 差信號生成控制信號，由于生成的控制信號僅與系統(tǒng)當前運行周期的誤差信號有關(guān)，而忽 略了上一運行周期中誤差信號對系統(tǒng)某些特性的影響；
[0006] 3、采用力矩補償、特定諧波消除等控制方法抑制速度波動，該類控制方法的算法 實現(xiàn)較為復雜，系統(tǒng)可靠性比較低。
[0007] 因此，需要對永磁同步電機的控制技術(shù)進行改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的 一個目的在于提出一種永磁同步電機的速度波動抑制方法，通過對波動速度進行迭代學習 控制來獲得補償速度以對速度環(huán)的給定速度進行修正，從而實現(xiàn)對永磁同步電機運行時的 速度波動進行有效抑制。
[0009] 本發(fā)明的另一個目的在于提出一種永磁同步電機的控制裝置。本發(fā)明的又一個目 的在于提出一種壓縮機控制系統(tǒng)。
[0010]為達到上述目的，本發(fā)明一方面實施例提出了一種永磁同步電機的速度波動抑制 方法，包括以下步驟:獲取永磁同步電機的目標轉(zhuǎn)速和反饋轉(zhuǎn)速，并根據(jù)所述目標轉(zhuǎn)速和反 饋轉(zhuǎn)速計算所述永磁同步電機的波動轉(zhuǎn)速;對所述波動轉(zhuǎn)速進行迭代學習控制以獲得補償 速度，并將所述補償速度疊加到所述永磁同步電機的上一控制周期的給定轉(zhuǎn)速上以獲得當 前控制周期的給定轉(zhuǎn)速;根據(jù)所述當前控制周期的給定轉(zhuǎn)速對所述永磁同步電機進行控制 以抑制所述永磁同步電機的轉(zhuǎn)速波動。
[0011]根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁同步電機的速度波動抑制方法，通過對波動速度即目標 轉(zhuǎn)速與反饋轉(zhuǎn)速之間的速度誤差進行迭代學習控制以獲得補償速度，并根據(jù)補償轉(zhuǎn)速對永 磁同步電機的給定轉(zhuǎn)速進行修正，以及根據(jù)當前給定轉(zhuǎn)速對永磁同步電機進行控制，從而 實現(xiàn)對永磁同步電機運行時的速度波動進行有效抑制。由于永磁同步電機的當前控制周期 的給定轉(zhuǎn)速是通過波動速度以及上一控制周期的給定轉(zhuǎn)速獲得，因此對系統(tǒng)的控制模型依 賴性很低，而且控制簡單可靠。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，采用閉環(huán)P(Proportional，比例）型迭代算法對所述波 動轉(zhuǎn)速進行迭代學習控制。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對所述波動轉(zhuǎn)速進行迭代學習控制以獲得補償速度， 具體包括:獲取當前載波個數(shù)，并對所述當前載波個數(shù)進行判斷;如果所述當前載波個數(shù)小 于預設(shè)載波個數(shù)，則控制所述目標轉(zhuǎn)速為所述上一控制周期的給定轉(zhuǎn)速，并根據(jù)所述目標 轉(zhuǎn)速和所述反饋轉(zhuǎn)速重新計算所述波動轉(zhuǎn)速，以及對重新計算的所述波動轉(zhuǎn)速進行比例計 算以得到所述補償轉(zhuǎn)速;如果所述當前載波個數(shù)大于或等于所述預設(shè)載波個數(shù)，則停止對 所述波動轉(zhuǎn)速進行迭代學習控制。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過位置觀測器獲取所述永磁同步電機的反饋轉(zhuǎn)速。
[0015] 為達到上述目的，本發(fā)明另一方面實施例提出了一種永磁同步電機的控制裝置， 包括:波動轉(zhuǎn)速計算模塊，所述波動轉(zhuǎn)速計算模塊用于獲取永磁同步電機的目標轉(zhuǎn)速和反 饋轉(zhuǎn)速，并根據(jù)所述目標轉(zhuǎn)速和反饋轉(zhuǎn)速計算所述永磁同步電機的波動轉(zhuǎn)速;迭代學習控 制模塊，所述迭代學習控制模塊用于對所述波動轉(zhuǎn)速進行迭代學習控制以獲得補償速度； 給定轉(zhuǎn)速獲取模塊，所述給定轉(zhuǎn)速獲取模塊用于將所述補償速度疊加到所述永磁同步電機 的上一控制周期的給定轉(zhuǎn)速上以獲得當前控制周期的給定轉(zhuǎn)速;控制模塊，所述控制模塊 用于根據(jù)所述當前控制周期的給定轉(zhuǎn)速對所述永磁同步電機進行控制以抑制所述永磁同 步電機的轉(zhuǎn)速波動。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁同步電機的控制裝置，通過對波動速度即目標轉(zhuǎn)速與反 饋轉(zhuǎn)速之間的速度誤差進行迭代學習控制以獲得補償速度，并根據(jù)補償轉(zhuǎn)速對永磁同步電 機的給定轉(zhuǎn)速進行修正，以及根據(jù)當前給定轉(zhuǎn)速對永磁同步電機進行控制，從而實現(xiàn)對永 磁同步電機運行時的速度波動進行有效抑制。由于永磁同步電機的當前控制周期的給定轉(zhuǎn) 速是通過波動速度以及上一控制周期的給定轉(zhuǎn)速獲得，因此對系統(tǒng)的控制模型依賴性很 低，而且控制簡單可靠。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述迭代學習控制模塊采用閉環(huán)P型迭代算法對所述 波動轉(zhuǎn)速進行迭代學習控制。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述迭代學習控制模塊具體包括:獲取模塊，所述獲取 模塊用于獲取當前載波個數(shù);控制子模塊，所述控制子模塊用于對所述當前載波個數(shù)進行 判斷，并在所述當前載波個數(shù)小于預設(shè)載波個數(shù)時，控制所述目標轉(zhuǎn)速為所述上一控制周 期的給定轉(zhuǎn)速，并根據(jù)所述目標轉(zhuǎn)速和所述反饋轉(zhuǎn)速重新計算所述波動轉(zhuǎn)速，以及對重新 計算的所述波動轉(zhuǎn)速進行比例計算以得到所述補償轉(zhuǎn)速，以及在所述當前載波個數(shù)大于或 等于所述預設(shè)載波個數(shù)時，停止對所述波動轉(zhuǎn)速進行迭代學習控制。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述波動轉(zhuǎn)速計算模塊通過位置觀測器獲取所述永磁 同步電機的反饋轉(zhuǎn)速。
[0020] 此外，本發(fā)明的實施例還提出了一種壓縮機控制系統(tǒng)，其包括上述的永磁同步電 機的控制裝置。
[0021] 本發(fā)明實施例的壓縮機控制系統(tǒng)，通過永磁同步電機的控制裝置實現(xiàn)對永磁同步 電機的給定轉(zhuǎn)速的修正，并根據(jù)當前給定轉(zhuǎn)速對永磁同步電機進行控制，從而實現(xiàn)對永磁 同步電機運行時的速度波動進行有效抑制，而且控制簡單可靠。由于本發(fā)明實施例的壓縮 機控制系統(tǒng)能夠有效抑制永磁同步電機的速度波動，因而能夠有效減小振動的產(chǎn)生，避免 空調(diào)長期運行在振動較大的情況下而導致的裂管隱患，保證了空調(diào)的質(zhì)量，同時提高了用 戶使用的舒適性。
【附圖說明】
[0022] 圖1是現(xiàn)有的永磁同步電機的矢量控制系統(tǒng)在d軸目標電流/】 =0時的控制原理框 圖。
[0023] 圖2是壓縮機運行一個周期加載在永磁同步電機兩端的負載波形。
[0024] 圖3是壓縮機負載導致的速度波動示意圖。
[0025] 圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁同步電機的速度波動抑制方法的流程圖。
[0026] 圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的永磁同步電機的矢量控制圖。
[0027] 圖6是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的永磁同步電機的速度波動抑制方法的流程圖。
[0028] 圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的永磁同步電機的速度波形圖。
[0029] 圖8是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的永磁同步電機的電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩的波形圖。
[0030] 圖9是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的速度環(huán)的給定轉(zhuǎn)速的波形圖。
[0031] 圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁同步電機的控制裝置的方框示意圖。
【具體實施方式】<