哈尔滨工业大学杜博超获国家专利权
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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利一种基于LADRC的电流源逆变器高速永磁同步电机控制方法及系统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:CN119561441B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07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:202411682340.7,技术领域涉及:H02P21/18;该发明授权一种基于LADRC的电流源逆变器高速永磁同步电机控制方法及系统是由杜博超;刘旭扬;于佳强;吴绍朋设计研发完成,并于2024-11-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于LADRC的电流源逆变器高速永磁同步电机控制方法及系统在说明书摘要公布了:一种基于LADRC的电流源逆变器高速永磁同步电机控制方法及系统,本发明系统部分包括位置估算模块、转速调节器、电流传感器、电压传感器、坐标变换矩阵、电流调节器、电流生成模块和空间矢量脉宽调制模块,控制方法部分通过设计二阶LADRC电流调节器计算出逆变器电流参考值,并在调节器内部实现了d‑q轴解耦,改善了电流源逆变器的动态性能,有效降低了电流谐波,提高了系统的抗扰能力和鲁棒性。本发明不仅可以解决电机在高速工况下控制阶数高、耦合严重导致的系统失稳问题,提高了系统的鲁棒性和动态性能,还解决了传统位置传感器在高速运行时的成本高和可靠性低的问题,降低了系统的硬件成本,并加快了响应速度。本发明涉及电机控制技术。
本发明授权一种基于LADRC的电流源逆变器高速永磁同步电机控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于LADRC的电流源逆变器高速永磁同步电机控制方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤: 步骤1、对电机定子的三相电流、电压进行采样,并根据当前位置信息对采样信号进行坐标交换,得到电机的交、直轴电流反馈量和交、直轴电压反馈量; 步骤2、将和isd对q轴电流环的耦合作用作为q轴电流环的扰动量,输入交轴电压电流usq和isq,通过基于LADRC的无位置算法处理后估算出实时的转子位置角度和转速; 步骤3、将实时转速和给定转速的差值输入转速调节器,得到电机的交轴电流参考值; 步骤4、将交轴电流反馈量isq与交轴电流参考值输入q轴二阶LADRC电流调节器,得到滤波电容的交轴电流参考值,将直轴电流反馈量isd与直轴电压参考值=0输入d轴二阶LADRC电流调节器,得到滤波电容的直轴电流参考值; d-q轴二阶LADRC电流调节器设计如下: 电机定子电压方程为: 在旋转d-q轴坐标系下,电流源逆变器的桥臂电流方程为: 其中,usd、usq表示定子绕组d-q轴电压;isd、isq表示电机定子电流d-q轴分量;icd、icq表示滤波电容电流d-q轴分量;iwd、iwq表示逆变器输出电流d-q轴分量;表示同步角速度;为转子永磁体产生的磁链;C表示滤波器电容;p为微分算子;Ld、Lq表示电机d轴与q轴电感;令Ld=Lq=L;R为定子电阻; 令z1为isdq的跟踪信号,z2为usdq的跟踪信号,z3为d-q轴未知扰动的跟踪信号,设计二阶d-q轴LADRC调节器为: 所述调节器由线性扩张状态观测器和线性误差反馈控制律组成; d轴LADRC的线性扩张状态观测器部分设计如下: q轴LADRC的线性扩张状态观测器部分设计如下: 其中β1、β2、β3为线性扩张状态观测器增益; d-q轴LADRC的LESF部分设计如下: 其中kp、kd、b0为LESF参数;为d-q电流参考值; 将估算出的电容电流参考值与采样后的电机定子电流相加即可得到逆变器输输出电流iwdq的估计值; 步骤5、将滤波电容交、直轴电流参考值分别对应与电机的交、直轴电流反馈量相加得到逆变器的交、直轴电流参考值,并经过Park反变换得到调制逆变器所需电流的幅值与相位; 步骤6、根据调制逆变器所需电流的幅值和相位以及估算出的角度信息,结合空间矢量脉宽调制技术,得到开关信号,从而驱动调节逆变器电流幅值相位; 步骤7、重复步骤1至步骤6,实现实时的逆变器电流幅值、相位调节跟踪,以及转速调节。
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