【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电机控制，具体涉及一种磁悬浮电机转速调节系统及调节方法。
技术介绍
1、在磁悬浮电机控制中，滑模观测器的主要应用是估计电机的转子位置。由于无传感器技术的不确定性和干扰性，准确地估计电机状态变量是非常困难的。然而，滑模观测器可以通过状态观测器来准确地估计磁悬浮电机的状态变量，包括转子位置、速度和电流等。本专利是将滑模观测器应用于磁悬浮电机无传感器测速中，通过滑模观测器估算磁悬浮电机转速，并通过估算转速反馈电机实际位置，最终实现磁悬浮电机调速。
2、中国专利公开号为cn110957956a，名称为一种基于反电势前馈型滑模观测器的永磁同步电机转子位置和速度估算方法的专利申请，公开了一种基于反电势前馈型滑模观测器的永磁同步电机转子位置和速度估算方法。所述电流观测器与符号函数单元相连接，所述符号函数单元与前馈反电势计算单元、电流观测器和带通滤波器相连接，所述带通滤波器与锁相环相连接。该专利申请无法在带载情况和给定时变的情况下正常估速。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种磁悬浮电机转速调节系统及调节方法，通过给定电流和反馈电流间的误差来设计滑模观测器，并由该误差来重构电机的反电动势，并估算转子速度和转子位置信息，最终实现磁悬浮电机转速调节，且能保证在带载情况和给定时变的情况下均可正常估速。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、第一方面，本专利技术提供一种磁悬浮电机转速调节系统，包括：
4、第一转速环pi
5、第二转速环pi调节器，所述第二转速环pi调节器的输入端用于输入第一转速环pi调节器的输出值和交轴电流的差值，输出端用于输出q轴电压；
6、电流环pi调节器，所述电流环pi调节器的输入端用于输入d轴参考电流和d轴电流，输出端用于输出d轴电压；
7、park逆变换单元，所述park逆变换单元的输入端用于输入q轴电压uq和d轴电压，输出端用于输出α轴电压和β轴电压；
8、svpwm模块，所述svpwm模块的输入端用于输入α轴电压和β轴电压，输出端用于输出三相电压至磁悬浮电机；
9、clark变换单元，所述clark变换单元的输入端用于输入磁悬浮电机的三相电流，所述clark变换单元的输出端用于输出α轴电流和β轴电流；
10、park变换单元，所述park变换单元的输入端用于输入α轴电流、β轴电流以及转子角度，所述park变换单元的输出端用于输出d轴电流和q轴电流；
11、滑模观测器，所述滑模观测器的输入端用于输入α轴电流和β轴电流，输出端用于输出转子角度和反馈转速。
12、可选的，所述第一转速环pi调节器的输出端连接第二转速环pi调节器输入端；所述第二转速环pi调节器的输出端连接park逆变换单元，所述park逆变换单元的输入端还连接电流环pi调节器；所述park逆变换单元的输出端连接svpwm模块，所述svpwm模块的输出端连接磁悬浮电机，所述磁悬浮电机输出端连接clark变换单元，所述clark变换单元的输出端分别连接滑模观测器和park变换单元，所述park变换单元的输出端分别连接第二转速环pi调节器和电流环pi调节器，所述滑模观测器的输出端分别连接第一转速环pi调节器和park变换单元。
13、可选的，所述滑模观测器中具有低通滤波器。
14、第二方面，本专利技术提供所述的一种磁悬浮电机转速调节系统的调节方法，包括以下步骤：
15、s1：定义滑动面；
16、s2：根据滑动面的状态设计控制函数；
17、s3：根据预估的α轴电流和β轴电流与实际的α轴电流和β轴电流调整预估的反电动势大小；
18、s4：观测电机的α轴和β轴的反电动势，计算出电机的转子位置和转子速度。
19、可选的，步骤s1中，将系统状态空间作为二维平面，其中横坐标表示系统的实际状态，纵坐标表示滑动面函数s的值。
20、可选的，步骤s2中，选取滑动面函数为：
21、可选的，步骤s2中，控制函数为：
22、u(x)＝u0sign(s(x))
23、其中，u(x)为常值切换函数，u0是待求常数，(s(x))是滑动面函数。
24、可选的，步骤s3中预估的αβ轴电流为：
25、
26、其中，为，为定子电流观测值，rs为绕组间电阻，uα，uβ为αβ坐标系下电压分量，为估计反电动势，t是时间，ld是d轴电感。
27、可选的，步骤s3中，实际的αβ轴电流为：
28、
29、其中，rs为绕组间电阻，iα，iβ为实测电流，uα，uβ为αβ坐标系下电压分量，ld是d轴电感，eα，eβ为反电动势。
30、可选的，步骤s4中，估计反电动势为：
31、
32、其中，为估计反电动势，ueqα，ueqβ是电流误差开关信号，ω0是截止频率，s是根据滑模面选取的常数。
33、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
34、本专利技术的一种磁悬浮电机转速调节系统的调节方法及系统，通过给定电流和反馈电流之间的误差来重构电机的反电动势，估算转子速度和转子位置信息，达到对电机转子的速度估计的目的。本专利技术采用的滑模观测器能够实现宽转速范围内的转速估计，在带载情况和给定时变的情况下均可正常估速，滞后时间大大减小。本专利技术能够在保证系统静、动态性能要求的前提下实现磁悬浮电机转速估计。
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1.一种磁悬浮电机转速调节系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机转速调节系统，其特征在于，所述第一转速环PI调节器的输出端连接第二转速环PI调节器输入端；所述第二转速环PI调节器的输出端连接Park逆变换单元，所述Park逆变换单元的输入端还连接电流环PI调节器；所述Park逆变换单元的输出端连接SVPWM模块，所述SVPWM模块的输出端连接磁悬浮电机，所述磁悬浮电机输出端连接CLark变换单元，所述CLark变换单元的输出端分别连接滑模观测器和Park变换单元，所述Park变换单元的输出端分别连接第二转速环PI调节器和电流环PI调节器，所述滑模观测器的输出端分别连接第一转速环PI调节器和Park变换单元。
3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机转速调节系统，其特征在于，所述滑模观测器中具有低通滤波器。
4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机转速调节系统的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种磁悬浮电机转速调节系统的调节方法，其特征在于，步骤S1中，将系统状态空间作为二维平面，其
6.根据权利要求4所述的一种磁悬浮电机转速调节系统的调节方法，其特征在于，步骤S2中，选取滑动面函数为：
7.根据权利要求6所述的一种磁悬浮电机转速调节系统的调节方法，其特征在于，步骤S2中，控制函数为：
8.根据权利要求4所述的一种磁悬浮电机转速调节系统的调节方法，其特征在于，步骤S3中预估的αβ轴电流为：
9.根据权利要求4所述的一种磁悬浮电机转速调节系统的调节方法，其特征在于，步骤S3中，实际的αβ轴电流为：
10.根据权利要求4所述的一种磁悬浮电机转速调节系统的调节方法，其特征在于，步骤S4中，估计反电动势为：
...【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮电机转速调节系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机转速调节系统，其特征在于，所述第一转速环pi调节器的输出端连接第二转速环pi调节器输入端；所述第二转速环pi调节器的输出端连接park逆变换单元，所述park逆变换单元的输入端还连接电流环pi调节器；所述park逆变换单元的输出端连接svpwm模块，所述svpwm模块的输出端连接磁悬浮电机，所述磁悬浮电机输出端连接clark变换单元，所述clark变换单元的输出端分别连接滑模观测器和park变换单元，所述park变换单元的输出端分别连接第二转速环pi调节器和电流环pi调节器，所述滑模观测器的输出端分别连接第一转速环pi调节器和park变换单元。
3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机转速调节系统，其特征在于，所述滑模观测器中具有低通滤波器。
4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机转速...
【专利技术属性】
技术研发人员：巩磊，王同金，杜超，刘宝泉，陈景文，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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