合肥工业大学李红梅获国家专利权
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龙图腾网获悉合肥工业大学申请的专利基于动态权重因子的SMPMSM驱动系统直接速度复合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:CN115378325B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30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:202211004166.1,技术领域涉及:H02P21/05;该发明授权基于动态权重因子的SMPMSM驱动系统直接速度复合控制方法是由李红梅;毛景魁;杨利国;黄建东;赵浩楠设计研发完成,并于2022-08-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于动态权重因子的SMPMSM驱动系统直接速度复合控制方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于动态权重因子的SMPMSM驱动系统直接速度复合控制方法,包括:建立转速控制的SMPMSM驱动系统超局部模型;基于SMPMSM驱动系统超局部模型,推导其直接速度控制的滑模控制律和积分滑模控制律;设计动态权重因子,融合直接速度控制的滑模控制律和积分滑模控制律,实现SMPMSM驱动系统的直接速度复合控制;进行电压和电流约束处理。本发明充分利用逆变器直流母线电压,实现系统满足电压和电流约束条件下的安全稳定运行。基于动态权重因子的SMPMSM驱动系统直接速度复合控制方法能够实现SMPMSM驱动系统不同运行工况下动态和稳态的平滑过渡,全面提升系统的动稳态控制性能及鲁棒性。
本发明授权基于动态权重因子的SMPMSM驱动系统直接速度复合控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于动态权重因子的SMPMSM驱动系统直接速度复合控制方法,其特征在于:该方法包括下列顺序的步骤: 1建立转速控制的SMPMSM驱动系统超局部模型; 2基于SMPMSM驱动系统超局部模型,推导其直接速度控制的滑模控制律和积分滑模控制律; 3设计动态权重因子,实现滑模控制律和积分滑模控制律的融合,生成SMPMSM驱动系统的直接速度复合控制律; 4进行电压和电流约束处理; 所述步骤3具体是指: 设置动态权重因子β,且β∈[0,1],再基于滑模控制律和积分滑模控制律,经由复合控制生成逆变器q轴指令电压,则有: 式中,αs、αω为根据SMPMSM标称参数选定的比例系数,对于SMPMSM驱动系统,αs根据标称参数设为1Ls,Ls为定子同步电感;nP为极对数,ψf为转子永磁体的磁链;J为系统的转动惯量;Ts为控制周期;c2为积分滑模面中积分项的系数;c1为滑模面参数;iq表示实测的定子电流经坐标变换获得的q轴定子电流;和分别为Fq、Fω的估计值;eω为转速误差,为SMPMSM的转子电角速度指令值,ωr为SMPMSM的电角速度,ωr=nPΩ,Ω为实测的SMPMSM转子机械角速度;为直接速度复合控制生成的逆变器q轴指令电压;为滑模控制律,为积分滑模控制律; 基于速度误差设计动态权重因子β,实现对系统运行状态的感知,其表达式为: 其中,eω为速度误差,δ为设计参数; 当积分滑模控制律在直接速度复合控制律中占比90%时,确定参数δ,其计算公式为: 其中,Δ为根据速度稳态性能要求所确定出的最大速度波动范围; 所述步骤1具体是指:根据SMPMSM驱动系统的动态方程: 其中,ωr为SMPMSM的电角速度,ωr=nPΩ,nP为极对数,Ω为实测的SMPMSM转子机械角速度;ψf为转子永磁体的磁链;Rs为三相定子绕组电阻;Ls为定子同步电感;分别表示满足电压和电流约束的逆变器d轴、q轴最优指令电压;id和iq分别表示实测定子电流经坐标变换后获得的d轴、q轴定子电流;J、B分别为系统的转动惯量、粘滞系数;Vd,par、Vq,par分别表示电机参数不确定性所产生的定子d轴、q轴的扰动电压;Vd,dead、Vq,dead分别表示逆变器非线性所产生的定子d轴、q轴的扰动电压;dω为SMPMSM驱动系统中机械部分的参数不确定性和未知扰动;Te为SMPMSM的电磁转矩;TL为负载转矩; 为对Vd,par、Vq,par、Vd,dead、Vq,dead和dω进行估计,使用Fd、Fq和Fω,表示系统动态方程中的已知和未知部分,并分别写为: 据此建立SMPMSM驱动系统超局部模型,其表示为: 式中,αs、αω为根据SMPMSM标称参数选定的比例系数,对于SMPMSM驱动系统,αs根据电机标称参数设为1Ls;使用微分代数法对Fd、Fq和Fω进行估计,以表示其估计值,其表达式为: 式中:分别表示满足电压和电流约束的t时刻的逆变器d轴、q轴最优指令电压;t为时间变量;TF为时间窗口,设为10个控制周期。
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