电机控制方法、装置、电子设备及存储介质与流程

    技术2025-07-27  15


    本发明涉及电机控制,尤其涉及一种电机控制方法、装置、电子设备及存储介质。


    背景技术:

    1、永磁同步电机具有高动态性能、高效率和轻量化等优点,被广泛应用于交流调速系统中。然而,永磁同步电机是多变量、强耦合、非线性和时变的复杂系统,需要基于相应的控制策略对永磁同步电机进行控制处理。

    2、目前,主要是利用比例-积分(pi)控制方式实现对永磁同步电机的控制。但是,上述方式容易受到参数变化以及扰动的影响,从而不易获得高性能的动态响应,使得控制效果无法满足实际需求。


    技术实现思路

    1、本发明提供了一种电机控制方法、装置、电子设备及存储介质,增强了永磁同步电机控制过程的抗扰动能力,达到了高性能的控制效果。

    2、根据本发明的一方面,提供了一种电机控制方法,应用于永磁同步电机,该方法包括:

    3、对永磁同步电机进行扰动处理,确定永磁同步电机的待处理定子电压函数以及待处理转子机械运动函数;

    4、根据待处理转子机械运动函数,确定永磁同步电机的角速度误差函数,其中,角速度误差函数用于表征永磁同步电机的实际机械角速度与预设机械角速度之间的误差随时间变化的分布情况;

    5、根据待处理定子电压函数,确定永磁同步电机的电流误差函数,其中,电流误差函数用于表征永磁同步电机的实际定子电流与预设定子电流之间的误差随时间变化的分布情况;

    6、基于角速度误差函数、预设终端滑膜面函数以及预设指数趋近律函数,确定第一目标函数,其中,第一目标函数用于表征速度环控制器对永磁同步电机的控制功能,以及基于电流误差函数、预设终端滑膜面函数以及预设指数趋近律函数,确定第二目标函数,其中,第二目标函数用于表征电流环控制器对永磁同步电机的控制功能;

    7、对第一目标函数与第二目标函数分别进行稳定性评估,确定第一目标函数对应的第一评估结果以及第二目标函数对应的第二评估结果;

    8、在第一评估结果与第二评估结果均满足预设条件的情况下,对速度环控制器以及电流环控制器进行级联处理,得到目标级联控制器,以基于目标级联控制器对永磁同步电机进行控制处理。

    9、根据本发明的另一方面,提供了一种电机控制装置,应用于永磁同步电机,该装置包括:

    10、电机扰动处理模块,用于对永磁同步电机进行扰动处理,确定永磁同步电机的待处理定子电压函数以及待处理转子机械运动函数;

    11、角速度误差函数确定模块,用于根据待处理转子机械运动函数,确定永磁同步电机的角速度误差函数,其中,角速度误差函数用于表征永磁同步电机的实际机械角速度与预设机械角速度之间的误差随时间变化的分布情况;

    12、电流误差函数确定模块,用于根据待处理定子电压函数,确定永磁同步电机的电流误差函数,其中,电流误差函数用于表征永磁同步电机的实际定子电流与预设定子电流之间的误差随时间变化的分布情况;

    13、目标函数确定模块,用于基于角速度误差函数、预设终端滑膜面函数以及预设指数趋近律函数,确定第一目标函数,其中,第一目标函数用于表征速度环控制器对永磁同步电机的控制功能,以及基于电流误差函数、预设终端滑膜面函数以及预设指数趋近律函数,确定第二目标函数,其中,第二目标函数用于表征电流环控制器对永磁同步电机的控制功能;

    14、评估结果确定模块,用于对第一目标函数与第二目标函数分别进行稳定性评估,确定第一目标函数对应的第一评估结果以及第二目标函数对应的第二评估结果;

    15、电机控制模块,用于在第一评估结果与第二评估结果均满足预设条件的情况下,对速度环控制器以及电流环控制器进行级联处理,得到目标级联控制器,以基于目标级联控制器对永磁同步电机进行控制处理。

    16、根据本发明的另一方面,提供了一种电子设备,该电子设备包括:

    17、至少一个处理器;以及

    18、与至少一个处理器通信连接的存储器;其中,

    19、存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序,计算机程序被至少一个处理器执行,以使至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的电机控制方法。

    20、根据本发明的另一方面,提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机指令,计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例的电机控制方法。

    21、本发明实施例的技术方案,通过对永磁同步电机进行扰动处理,确定永磁同步电机的待处理定子电压函数以及待处理转子机械运动函数;根据待处理转子机械运动函数,确定永磁同步电机的角速度误差函数,其中,角速度误差函数用于表征永磁同步电机的实际机械角速度与预设机械角速度之间的误差随时间变化的分布情况;根据待处理定子电压函数,确定永磁同步电机的电流误差函数,其中,电流误差函数用于表征永磁同步电机的实际定子电流与预设定子电流之间的误差随时间变化的分布情况;基于角速度误差函数、预设终端滑膜面函数以及预设指数趋近律函数,确定第一目标函数,其中,第一目标函数用于表征速度环控制器对永磁同步电机的控制功能,以及基于电流误差函数、预设终端滑膜面函数以及预设指数趋近律函数,确定第二目标函数,其中,第二目标函数用于表征电流环控制器对永磁同步电机的控制功能。基于此,通过预设终端滑膜面函数以及预设指数趋近律函数设计了速度环控制器以及电流环控制器,方便后续根据这两个控制器对永磁同步电机进行控制处理。对第一目标函数与第二目标函数分别进行稳定性评估,确定第一目标函数对应的第一评估结果以及第二目标函数对应的第二评估结果;在第一评估结果与第二评估结果均满足预设条件的情况下,对速度环控制器以及电流环控制器进行级联处理,得到目标级联控制器,以基于目标级联控制器对永磁同步电机进行控制处理,解决了现有技术中利用pi控制方式控制永磁同步电机时,受参数变化或扰动的影响,无法得到高性能的动态响应的问题,通过预设终端滑膜面函数设计的电流环控制器可以减少外部扰动和参数摄动的影响,增强目标级联控制器对永磁同步电机的控制能力。

    22、应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。



    技术特征:

    1.一种电机控制方法,其特征在于,应用于永磁同步电机,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在得到所述目标级联控制器之后,还包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对所述目标级联控制器所对应的扰动参数进行评估处理,得到误差结果以及与所述误差结果对应的补偿数据,包括:

    4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述调整后的第一目标函数以及所述第二目标函数,确定优化后的目标级联控制器,包括:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述角速度误差函数、预设终端滑膜面函数以及预设指数趋近律函数,确定第一目标函数,包括:

    6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述第一目标函数进行稳定性评估,确定所述第一目标函数对应的第一评估结果,包括:

    7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述基于所述评估属性与预设评估阈值,确定所述速度环控制器对应的第一评估结果,包括:

    8.一种电机控制装置,其特征在于,应用于永磁同步电机,包括:

    9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:

    10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的电机控制方法。


    技术总结
    本发明公开了一种电机控制方法、装置、电子设备及存储介质,通过对永磁同步电机扰动处理,确定待处理定子电压函数以及待处理转子机械运动函数;根据待处理转子机械运动函数,确定角速度误差函数;根据待处理定子电压函数,确定电流误差函数;基于角速度误差函数、电流误差函数、预设终端滑膜面函数以及预设指数趋近律函数,分别确定第一目标函数以及第二目标函数;对第一目标函数与第二目标函数分别进行稳定性评估,确定第一评估结果与第二评估结果;在第一评估结果与第二评估结果均满足预设条件的情况下,对速度环控制器和电流环控制器进行级联处理,得到目标级联控制器,以基于目标级联控制器对永磁同步电机进行控制,达到高性能的控制效果。

    技术研发人员:杨辉,彭荣炜,彭泉锟
    受保护的技术使用者:广东电网有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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