专利汇可以提供一种单相永磁直线压缩机抗扰动控制系统及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种单相永磁直线 压缩机 抗扰动控制系统及方法,该系统主要包括扩张状态观测器、TD微分 跟踪 器、准PR 控制器 和SPWM逆变器。将 定子 电流 和动子位移作为输入量,通过扩张状态观测器获得系统扰动和 电机 动子速度,将获得的速度 信号 和位移信号输入跟踪微分器,通过跟踪微分器获得动子的谐振 频率 ,然后将速度信号作为给定信号,将电流信号作为跟踪信号,通过PR控制器进行反馈控制,并通过前馈补偿的形式对控制量进行修正,实现了单相永磁直线压缩机抗扰动的谐振控制。本发明通过扩张状态观测器观测系统内外扰动,并对控制量进行前馈补偿,抗外界扰 动能 力 强,跟踪谐振频率 精度 高,可实现无静差跟踪。,下面是一种单相永磁直线压缩机抗扰动控制系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种单相永磁直线压缩机抗扰动控制系统,其特征在于,包括:扩张状态观测器、TD微分跟踪器、PR控制器和SPWM逆变器;被控对象的输出端与扩张状态观测器的输入端连接,扩张状态观测器的z1、z2量输出端分别与TD微分跟踪器的输入端连接,速度设定值、扩张状态观测器的z2量输出端分别与第一减法器的输入端连接,第一减法器的输出端、TD微分跟踪器的输出端分别与PR控制器的输入端连接,PR控制器的输出端、扩张状态观测器的z3量输出端分别与第二减法器的输入端连接,第二减法器的输出端经限位器与SPWM逆变器连接。
2.如权利要求1所述的一种单相永磁直线压缩机抗扰动控制系统,其特征在于,所述PR控制器采用准PR控制器,其传递函数表达式如下:
其中,ωc为准PR控制器的带宽频率,Kp为准PR控制器的比例增益,Kr为PR控制器的谐振增益,ω0为系统谐振频率。
3.一种如权利要求2所述单相永磁直线压缩机抗扰动控制系统的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)通过采样电阻获得单相永磁电机定子电流is,通过位移传感器获得动子位移x;将定子电流is和动子位移x作为扩张状态观测器的输入,将内外扰动扩张为新的变量W;通过扩张状态观测器获得动子位移x的估计值z1、动子速度v的估计值z2和系统扰动W的估计值z3;
(2)将扩张状态观测器观测的动子速度v的估计值z2和动子位移x的估计值z1输入TD跟踪微分器,获得动子的谐振频率ω0;
(3)将步骤(2)得到的谐振频率ω0作为PR控制器的谐振频率,并将动子速度的设定值与估计值的差值作为跟踪量,获得控制量u;将PR控制器的输出量经过扰动补偿和限幅后送到SPWM逆变器,驱动单相永磁直线电机,使驱动频率和动子振动频率相一致。
4.根据权利要求3所述的单相永磁直线压缩机抗扰动控制系统的控制方法,其特征在于,所述的步骤(1)中通过以下公式获得动子速度v的估计值z2和内外扰动W的估计值z3:
e=z1-x,fe=fal(e,0.5,δ),fe1=fal(e,0.25,δ)
z1=z1+h(z2-β01e)
z2=z2+h(z3-β02fe+b0u)
z3=z3+h(-β03fe1)
其中:e为动子位移的估计值和反馈值x之间的误差,z1为动子位移的估计值,z2为动子速度的估计值,z3为内外扰动的估计值,β01、β02和β03为增益参数,h为步长参数,b0为补偿因子,δ为采样周期,u为控制量;
其中fal函数为:
其中,ψ表示阶数。
5.根据权利要求3所述的单相永磁直线压缩机抗扰动控制系统的控制方法,其特征在于,所述的步骤(2)中通过以下公式计算获得动子谐振频率ω0:
根据永磁直线压缩机工作时速度和位移均为正余弦信号,设z1(τ)=bsin(ω0τ),所以z2(τ)=bω0cos(ω0τ),
其中,z1(τ)为τ时刻动子位移信号,z2(τ)为τ时刻扩张状态观测器估算出来的动子的速度信号,τ为大于零的自然数。
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