一種九相無(wú)刷直流電機(jī)、調(diào)速系統(tǒng)及分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器，包括用于調(diào)整比例參數(shù)的比例控制模塊、用于調(diào)整積分參數(shù)的積分控制模塊、用于調(diào)整微分參數(shù)的微分控制模塊、用于使實(shí)際得到的積分階次逼近給定積分階次，并按照積分階次對(duì)輸入的轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行變化步調(diào)調(diào)整的分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊、用于使實(shí)際得到的微分階次逼近給定微分階次，并按照微分階次對(duì)轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行振蕩調(diào)整的分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊、用于對(duì)分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行微調(diào)的積分慣性模塊、用于對(duì)分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行微調(diào)的微分慣性模塊和加法器模塊。本發(fā)明控制精度高，抗干擾能力強(qiáng)，超調(diào)量小。本發(fā)明還公開(kāi)了一種水泵用九相無(wú)刷直流電機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)，包括上述分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器。
【專利說(shuō)明】
一種九相無(wú)刷直流電機(jī)、調(diào)速系統(tǒng)及分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)轉(zhuǎn)速控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器，本發(fā)明還涉及一種水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展，水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)越來(lái)越多地應(yīng)用到生產(chǎn)生活中來(lái)，而如今由于工業(yè)生產(chǎn)需求的不斷提升，人們對(duì)水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制的控制精度提出了更高的要求。
[0003]目前，水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)采用的是普通PI控制器來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于PI控制是一種線性控制，當(dāng)外界條件發(fā)生變化時(shí)，PI控制的比例參數(shù)以及積分參數(shù)無(wú)法相應(yīng)的發(fā)生改變，導(dǎo)致PI控制的控制精度差，抗干擾能力弱；同時(shí)，PI控制時(shí)產(chǎn)生的超調(diào)量大，影響轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的性能。
[0004]因此，如何解決PI控制中的控制精度差、抗干擾能力弱且超調(diào)量大的問(wèn)題是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器，控制精度高，且當(dāng)外界條件發(fā)生變化時(shí)，能夠通過(guò)調(diào)整積分階次以及微分階次來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行控制，抗干擾能力強(qiáng)，同時(shí)還能夠減小轉(zhuǎn)速控制時(shí)產(chǎn)生的超調(diào)量，控制效果好。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器，包括用于調(diào)整比例參數(shù)的比例控制模塊、用于調(diào)整積分參數(shù)的積分控制模塊、用于調(diào)整微分參數(shù)的微分控制模塊、用于使實(shí)際得到的積分階次逼近給定積分階次，并按照所述積分階次對(duì)輸入所述分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行變化步調(diào)調(diào)整的分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊、用于使實(shí)際得到的微分階次逼近給定微分階次，并按照所述微分階次對(duì)所述轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行振蕩調(diào)整的分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊、用于對(duì)所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行微調(diào)的積分慣性模塊、用于對(duì)所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行微調(diào)的微分慣性模塊以及加法器模塊；
[0007]所述分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的轉(zhuǎn)速偏差輸入端分別與所述比例控制模塊的輸入端、所述積分控制模塊的輸入端以及所述微分控制模塊的輸入端相連；
[0008]所述積分控制模塊的輸出端與所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸入端相連;所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸出端與所述積分慣性模塊的輸入端相連；
[0009]所述微分控制模塊的輸出端與所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸入端相連，所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸出端與所述微分慣性模塊的輸入端相連；
[0010]所述加法器模塊的第一輸入端與所述比例控制模塊的輸出端相連，所述加法器模塊的第二輸入端與所述積分慣性模塊的輸出端相連，所述加法器模塊的第三輸入端與所述微分慣性模塊的輸出端相連，所述加法器模塊的輸出端為所述分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的輸出端。
[0011]優(yōu)選地，還包括:
[0012]用于對(duì)所述分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器進(jìn)行整體微調(diào)的全局比例放大控制模塊，所述全局比例放大控制模塊的輸入端與所述分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的轉(zhuǎn)速偏差輸入端相連，所述全局比例放大控制模塊的輸出端分別與所述比例控制模塊的輸入端、所述積分控制模塊的輸入端以及所述微分控制模塊的輸入端相連。
[0013]優(yōu)選地，所述全局比例放大控制模塊為乘法器。
[0014]優(yōu)選地，所述比例控制模塊、所述積分控制模塊以及所述微分控制模塊為乘法器。
[0015]優(yōu)選地，所述給定積分階次的范圍為-0.9?-1。
[0016]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)，所述調(diào)速系統(tǒng)包括九相電機(jī)主體模塊、三個(gè)參考電流模塊、三個(gè)電流滯環(huán)控制模塊、三個(gè)逆變器模塊以及三個(gè)以上所述的分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器，其中，所述九相電機(jī)主體模塊的各個(gè)輸入端分別與三個(gè)所述逆變器模塊的輸出端對(duì)應(yīng)相連。
[0017]優(yōu)選地，所述九相電機(jī)主體模塊包括核心本體模塊、轉(zhuǎn)矩測(cè)量模塊以及轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊，其中所述核心本體模塊包括:
[0018]用于分別對(duì)應(yīng)接收所述水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)的三套線圈繞組的三相線電壓并將其轉(zhuǎn)換為相電壓的三個(gè)線-相電壓轉(zhuǎn)換模塊、用于確定對(duì)應(yīng)的所述線圈繞組之間的互感和自感的九個(gè)互感-自感模塊以及用于根據(jù)所述線圈繞組的角頻率和角位移生成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電動(dòng)勢(shì)生成模塊;其中:
[0019]每個(gè)所述線-相電壓轉(zhuǎn)換模塊的三個(gè)輸出端分別與三個(gè)所述互感-自感模塊的輸入端對(duì)應(yīng)相連，其中，各個(gè)所述線-相電壓轉(zhuǎn)換模塊分別與不同的三個(gè)所述互感-自感模塊相連;每個(gè)所述互感-自感模塊的輸出端作為對(duì)應(yīng)的電機(jī)繞組的對(duì)應(yīng)相上的線電流輸出端；
[0020]所述電動(dòng)勢(shì)生成模塊包括轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度輸入端以及轉(zhuǎn)子位置角輸入端，所述電動(dòng)勢(shì)生成模塊的輸出端分別與三個(gè)所述線-相電壓轉(zhuǎn)換模塊的電動(dòng)勢(shì)輸入端相連。
[0021]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)，包括以上所述的調(diào)速系統(tǒng)。
[0022]本發(fā)明提供了一種分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器，與普通PID控制在整數(shù)階的層面上僅通過(guò)比例參數(shù)、積分參數(shù)以及微分參數(shù)進(jìn)行控制相比，本發(fā)明是在分?jǐn)?shù)階次的層面上對(duì)輸出控制量進(jìn)行調(diào)整，即本發(fā)明不僅能夠通過(guò)改變比例參數(shù)、積分參數(shù)以及微分參數(shù)來(lái)調(diào)整輸出控制量，還能夠改變分?jǐn)?shù)階的積分階次以及微分階次來(lái)調(diào)整控制精度，控制精度高，且當(dāng)外界條件發(fā)生變化時(shí)，本發(fā)明能夠通過(guò)調(diào)整積分階次以及微分階次來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行控制，抗干擾能力強(qiáng)，同時(shí)還能夠減小轉(zhuǎn)速控制時(shí)產(chǎn)生的超調(diào)量，控制效果好。本發(fā)明還提供了一種包括上述分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本發(fā)明提供的一種分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明提供的一種分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的仿真結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明提供的一種水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)的仿真結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明提供的一種水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)中的九相電機(jī)主體模塊中的核心本體模塊的仿真結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]其中，圖2-圖4中:
[0029 ] I η I —轉(zhuǎn)速偏差輸入端、Ga i η—全局比例放大控制模塊、Ga i η I —比例控制模塊、Gain2一積分控制模塊、Gain3—微分控制模塊、Transfer Fcn一積分慣性模塊、TransferFcnl一分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊、Transfer Fcn2一微分慣性模塊、Transfer Fcn3一分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊、Add—加法器模塊、OutI—輸出端、speed-pi，speed_pil，speed_pi2—分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器、Reference Current ,Reference Currentl ,Reference Current2一參考電流模塊、Current Controller ,Current Control IerI, Current Controller〗一電流滯環(huán)控制模塊、IGBT inverter , IGBT inverter I , IGBT inverter2一逆變器模塊、dianjizhuti—九相電機(jī)主體模塊、LV-PVl?LV-PV3—線-相電壓轉(zhuǎn)換模塊、S1-MIl?S1-MI9—互感-自感模塊、ua?uc—第一套線圈繞組的三相線電壓輸入端、ux?uZ—第二套線圈繞組的三相線電壓輸入端、ul?un—第三套線圈繞組的三相線電壓輸入端、w—轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度輸入端、pos—轉(zhuǎn)子位置角輸入端、Ia?Ic 一第一套線圈繞組的三相線電流輸出端、Ix?Iz—第二套線圈繞組的三相線電流輸出端、11?In—第三套線圈繞組的三相線電流輸出端、ea?ec—電動(dòng)勢(shì)生成模塊生成的第一套線圈繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、ex?ez—電動(dòng)勢(shì)生成模塊生成的第二套線圈繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、el?en—電動(dòng)勢(shì)生成模塊生成的第三套線圈繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、emf—電動(dòng)勢(shì)生成模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明的核心是提供一種分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器，控制精度高，且當(dāng)外界條件發(fā)生變化時(shí)，能夠通過(guò)調(diào)整積分階次以及微分階次來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行控制，抗干擾能力強(qiáng)，同時(shí)還能夠減小轉(zhuǎn)速控制時(shí)產(chǎn)生的超調(diào)量，控制效果好。本發(fā)明的另一核心是提供一種包括上述分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)。
[0031]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032]本發(fā)明提供了一種分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器，參見(jiàn)圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的一種分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]該分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器包括用于調(diào)整比例參數(shù)的比例控制模塊11、用于調(diào)整積分參數(shù)的積分控制模塊12、用于調(diào)整微分參數(shù)的微分控制模塊13、用于使實(shí)際得到的積分階次逼近給定積分階次，并按照積分階次對(duì)輸入分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行變化步調(diào)調(diào)整的分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊14、用于使實(shí)際得到的微分階次逼近給定微分階次，并按照微分階次對(duì)轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行振蕩調(diào)整的分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊15、用于對(duì)分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊14的輸出信號(hào)進(jìn)行微調(diào)的積分慣性模塊17、用于對(duì)分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊15的輸出信號(hào)進(jìn)行微調(diào)的微分慣性模塊18以及加法器模塊16;
[0034]分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的轉(zhuǎn)速偏差輸入端分別與比例控制模塊11的輸入端、積分控制模塊12的輸入端以及微分控制模塊13的輸入端相連；
[0035]積分控制模塊12的輸出端與分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊14的輸入端相連，分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊14的輸出端與積分慣性模塊17的輸入端相連；
[0036]微分控制模塊13的輸出端與分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊15的輸入端相連，分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊15的輸出端與微分慣性模塊18的輸入端相連；
[0037]加法器模塊16的第一輸入端與比例控制模塊11的輸出端相連，加法器模塊16的第二輸入端與積分慣性模塊17的輸出端相連，加法器模塊16的第三輸入端與微分慣性模塊18的輸出端相連，加法器模塊16的輸出端為分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的輸出端。
[0038]其中，分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊14以及分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊15的濾波器階次可以設(shè)置為7階，當(dāng)然，本發(fā)明對(duì)此不作限定，工作人員可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置以上兩個(gè)模塊的濾波器階次。
[0039]需要注意的是，參見(jiàn)圖2所示，圖2為本發(fā)明提供的一種分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的仿真結(jié)構(gòu)示意圖；積分慣性模塊17與分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊14集成于同一個(gè)模塊內(nèi)，該模塊為積分濾波模塊，微分慣性模塊18與分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊15集成于同一個(gè)模塊內(nèi)，該模塊為微分濾波模塊。
[0040]另外，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，與普通PID控制相比，本發(fā)明提供的分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制能夠更早達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)且超調(diào)量更小。
[0041 ]作為優(yōu)選地，該分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器還包括:
[0042]用于對(duì)分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器進(jìn)行整體微調(diào)的全局比例放大控制模塊，全局比例放大控制模塊的輸入端與分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的轉(zhuǎn)速偏差輸入端相連，全局比例放大控制模塊的的輸出端分別與比例控制模塊11的輸入端、積分控制模塊12的輸入端以及微分控制模塊13的輸入端相連。
[0043]其中，這里的全局比例放大控制模塊為乘法器。乘法器內(nèi)設(shè)置的量化因子的數(shù)值可以為I，即此時(shí)不對(duì)分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器進(jìn)行整體微調(diào)，若該種情況下，分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的控制效果沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果的話，則可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整全局比例放大控制模塊內(nèi)的量化因子的數(shù)值，當(dāng)然，本發(fā)明對(duì)該量化因子的數(shù)值大小不做具體限定。
[0044]可以理解的是，通過(guò)全局比例放大控制模塊對(duì)分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的輸出進(jìn)行整體微調(diào)，可以進(jìn)一步提高分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的控制精度，同時(shí)，在當(dāng)受到外界影響時(shí)，可以通過(guò)適當(dāng)調(diào)整全局比例放大控制模塊內(nèi)的量化因子來(lái)盡可能避免輸出結(jié)果受到干擾。
[0045]進(jìn)一步可知，這里的比例控制模塊11、積分控制模塊12以及微分控制模塊13為乘法器。
[0046]可以理解的是，乘法器的作用是使控制量與乘法器內(nèi)預(yù)設(shè)的量化因子相乘，從而達(dá)到調(diào)制分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的輸出控制量的目的。其中，比例控制模塊11內(nèi)預(yù)設(shè)的量化因子為比例參數(shù)，比例參數(shù)可以設(shè)置為0.14，積分控制模塊12內(nèi)預(yù)設(shè)的量化因子為積分參數(shù)，積分參數(shù)可以是設(shè)置為0.00185，微分控制模塊13內(nèi)預(yù)設(shè)的量化因子為微分參數(shù)，微分參數(shù)可以設(shè)置為O。當(dāng)然，比例參數(shù)、積分參數(shù)以及微分參數(shù)的具體數(shù)值由實(shí)驗(yàn)計(jì)算得出，本發(fā)明對(duì)此不作限定。
[0047]其中，這里的給定積分階次的范圍為-0.9?-1。例如，可以設(shè)置給定積分階次為-
0.985，此時(shí)，分?jǐn)?shù)階積分濾波器會(huì)使實(shí)際得到的積分階次逼近-0.985。
[0048]可以理解的是，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得出給定積分階次的有效范圍為-0.66?-1.1，只有在該范圍內(nèi)才能保證分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的正?？刂?進(jìn)一步的，為了保證該分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的控制精度高，需要使給定積分階次在-0.9?-1的范圍內(nèi)。其中，給定積分階次可以根據(jù)實(shí)際情況選擇上述范圍內(nèi)的任意數(shù)值，本發(fā)明對(duì)此不作限定。另外，工作人員可根據(jù)試驗(yàn)得出給定積分階次的范圍，本發(fā)明對(duì)此也不作限定。
[0049]另外，這里的給定微分階次可以設(shè)置為0.985，給定微分階次的大小取給定積分階次的大小的絕對(duì)值。當(dāng)然，工作人員可根據(jù)試驗(yàn)情況得到合適的給定微分階次的范圍，并從該范圍內(nèi)選定合適的給定微分階次，本發(fā)明對(duì)此不作限定。
[0050]本發(fā)明提供了一種分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器，與普通PID控制在整數(shù)階的層面上僅通過(guò)比例參數(shù)、積分參數(shù)以及微分參數(shù)進(jìn)行控制相比，本發(fā)明是在分?jǐn)?shù)階次的層面上對(duì)輸出控制量進(jìn)行調(diào)整，即本發(fā)明不僅能夠通過(guò)改變比例參數(shù)、積分參數(shù)以及微分參數(shù)來(lái)調(diào)整輸出控制量，還能夠改變分?jǐn)?shù)階的積分階次以及微分階次來(lái)調(diào)整控制精度，控制精度高，且當(dāng)外界條件發(fā)生變化時(shí)，本發(fā)明能夠通過(guò)調(diào)整積分階次以及微分階次來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行控制，抗干擾能力強(qiáng)，同時(shí)還能夠減小轉(zhuǎn)速控制時(shí)產(chǎn)生的超調(diào)量，控制效果好。
[0051]本發(fā)明還提供了一種水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)，該調(diào)速系統(tǒng)包括九相電機(jī)主體模塊、三個(gè)參考電流模塊、三個(gè)電流滯環(huán)控制模塊、三個(gè)逆變器模塊以及三個(gè)上述分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器，其中，九相電機(jī)主體模塊的各個(gè)輸入端分別與三個(gè)逆變器模塊的輸出端對(duì)應(yīng)相連。參見(jiàn)圖3所示，圖3為本發(fā)明提供的一種水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)的仿真結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052]進(jìn)一步可知，這里的九相電機(jī)主體模塊包括核心本體模塊、轉(zhuǎn)矩測(cè)量模塊以及轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊，參見(jiàn)圖4所示，圖4為本發(fā)明提供的一種水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)中的九相電機(jī)主體模塊中的核心本體模塊的仿真結(jié)構(gòu)示意圖；其中，核心本體模塊包括:
[0053]用于分別對(duì)應(yīng)接收水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)的三套線圈繞組的三相線電壓并將其轉(zhuǎn)換為相電壓的三個(gè)線-相電壓轉(zhuǎn)換模塊、用于確定對(duì)應(yīng)的線圈繞組之間的互感和自感的九個(gè)互感-自感模塊以及用于根據(jù)線圈繞組的角頻率和角位移生成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電動(dòng)勢(shì)生成模塊;其中:
[0054]每個(gè)線-相電壓轉(zhuǎn)換模塊的三個(gè)輸出端分別與三個(gè)互感-自感模塊的輸入端對(duì)應(yīng)相連，其中，各個(gè)線-相電壓轉(zhuǎn)換模塊分別與不同的三個(gè)互感-自感模塊相連;每個(gè)互感-自感模塊的輸出端作為對(duì)應(yīng)的電機(jī)繞組的對(duì)應(yīng)相上的線電流輸出端；
[0055]電動(dòng)勢(shì)生成模塊包括轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度輸入端以及轉(zhuǎn)子位置角輸入端，電動(dòng)勢(shì)生成模塊的輸出端分別與三個(gè)線-相電壓轉(zhuǎn)換模塊的電動(dòng)勢(shì)輸入端相連。
[0056]本發(fā)明還提供了一種水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)，包括上述調(diào)速系統(tǒng)。
[0057]需要說(shuō)明的是，在本說(shuō)明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0058]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，包括用于調(diào)整比例參數(shù)的比例控制模塊、用于調(diào)整積分參數(shù)的積分控制模塊、用于調(diào)整微分參數(shù)的微分控制模塊、用于使實(shí)際得到的積分階次逼近給定積分階次，并按照所述積分階次對(duì)輸入所述分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行變化步調(diào)調(diào)整的分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊、用于使實(shí)際得到的微分階次逼近給定微分階次，并按照所述微分階次對(duì)所述轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行振蕩調(diào)整的分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊、用于對(duì)所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行微調(diào)的積分慣性模塊、用于對(duì)所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行微調(diào)的微分慣性模塊以及加法器模塊； 所述分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的轉(zhuǎn)速偏差輸入端分別與所述比例控制模塊的輸入端、所述積分控制模塊的輸入端以及所述微分控制模塊的輸入端相連； 所述積分控制模塊的輸出端與所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸入端相連;所述分?jǐn)?shù)階積分濾波器模塊的輸出端與所述積分慣性模塊的輸入端相連； 所述微分控制模塊的輸出端與所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸入端相連，所述分?jǐn)?shù)階微分濾波器模塊的輸出端與所述微分慣性模塊的輸入端相連； 所述加法器模塊的第一輸入端與所述比例控制模塊的輸出端相連，所述加法器模塊的第二輸入端與所述積分慣性模塊的輸出端相連，所述加法器模塊的第三輸入端與所述微分慣性模塊的輸出端相連，所述加法器模塊的輸出端為所述分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的輸出端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，還包括: 用于對(duì)所述分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器進(jìn)行整體微調(diào)的全局比例放大控制模塊，所述全局比例放大控制模塊的輸入端與所述分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器的轉(zhuǎn)速偏差輸入端相連，所述全局比例放大控制模塊的輸出端分別與所述比例控制模塊的輸入端、所述積分控制模塊的輸入端以及所述微分控制模塊的輸入端相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，所述全局比例放大控制模塊為乘法器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，所述比例控制模塊、所述積分控制模塊以及所述微分控制模塊為乘法器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，所述給定積分階次的范圍為-0.9?-1 ο6.—種水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)速系統(tǒng)包括九相電機(jī)主體模塊、三個(gè)參考電流模塊、三個(gè)電流滯環(huán)控制模塊、三個(gè)逆變器模塊以及三個(gè)如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速控制器，其中，所述九相電機(jī)主體模塊的各個(gè)輸入端分別與三個(gè)所述逆變器模塊的輸出端對(duì)應(yīng)相連。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述九相電機(jī)主體模塊包括核心本體模塊、轉(zhuǎn)矩測(cè)量模塊以及轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊，其中所述核心本體模塊包括: 用于分別對(duì)應(yīng)接收所述水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)的三套線圈繞組的三相線電壓并將其轉(zhuǎn)換為相電壓的三個(gè)線-相電壓轉(zhuǎn)換模塊、用于確定對(duì)應(yīng)的所述線圈繞組之間的互感和自感的九個(gè)互感-自感模塊以及用于根據(jù)所述線圈繞組的角頻率和角位移生成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電動(dòng)勢(shì)生成模塊;其中: 每個(gè)所述線-相電壓轉(zhuǎn)換模塊的三個(gè)輸出端分別與三個(gè)所述互感-自感模塊的輸入端對(duì)應(yīng)相連，其中，各個(gè)所述線-相電壓轉(zhuǎn)換模塊分別與不同的三個(gè)所述互感-自感模塊相連；每個(gè)所述互感-自感模塊的輸出端作為對(duì)應(yīng)的電機(jī)繞組的對(duì)應(yīng)相上的線電流輸出端； 所述電動(dòng)勢(shì)生成模塊包括轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度輸入端以及轉(zhuǎn)子位置角輸入端，所述電動(dòng)勢(shì)生成模塊的輸出端分別與三個(gè)所述線-相電壓轉(zhuǎn)換模塊的電動(dòng)勢(shì)輸入端相連。8.—種水栗用九相無(wú)刷直流電機(jī)，其特征在于，包括如權(quán)利要求6-7中任一項(xiàng)所述的調(diào)速系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】H02P6/08GK105897072SQ201610296567
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】龍駒, 姜曾, 何垂柯
【申請(qǐng)人】西華大學(xué)