基于重复控制抑制电机周期性负载扰动方法

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1、电气传动2010年第4O卷第12期ELECTRICDRIVE2010Vo1．40No．12基于重复控制的抑制电机周期性负载扰动的方法李锐，黄文新，储剑波(南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室，江苏南京210016)摘要：在永磁同步电机驱动的单转子压缩机变频空调系统中，脉动呈周期性的负载转矩使得永磁同步电机的转速也产生同周期的脉动，这在低速时尤为明显。针对压缩机低速抖动的问题，在不改变原来的控制系统的基础上，采用了插入式重复控制器来抑制系统的周期性扰动，提高压缩机的低速性能；并给出了各个参数的选取条件。在理论上分

2、析了重复控制器抑制周期性扰动的可行性并通过仿真和实验验证。关键词：重复控制器；压缩机；周期性扰动中图分类号：TP273文献标识码：AMethodofSuppressingthePeriodicDisturbanceofMotorBasedonRepetitiveControllerLIRui，HUANGWen—xin，CHUJian—bo(Aeronautics—powerScientitic—technologyCenter，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics

3、，Naing210016，Jiangsu，China)Abstract：Foracommonpermanentmagneticsynchronousmotor(PMSM)singlerotorcompressorsystem，cyclicalfluctuationoftheloadtorquealsocausestheripplesofspeedatthesamecycle．Itisveryobviousinlowspeed．Forthedisturbanceofcompressorinlowspeed，aplug—

4、intyperepetitivecontrollerwasusedbasedontheconventionalcontrollertOsuppressperiodicdisturbanceofthesystem，tOimprovelowspeedbehaviorofthecompressor．Howtochooseeachparameterwasalsoreferred．Thefeasibilityofrepetitivecontrollersup—pressingperiodicdisturbancewasanal

5、yzedintheoryandprovedthroughemulationandexperiment．Keywords：repetitivecontroller；compressor；periodicdisturbance在一些电机驱动应用场合，所带负载是一种1重复控制器的分析周期性的扰动负载，比如空调压缩机。当单转子压缩机低速运转时，转矩会产生周期性的变化，这理想的重复控制系统框图如图1所示，但是这样会引起转速的波动，当转速波动较大时，空调压种结构的重复控制器的稳定性完全取决于G()的缩机抖动较大，对空调管路有一定

6、的危害。因此，参数，系统很敏感，极其容易受到干扰而进入到不提升空调压缩机的低频运转性能是高性能变频空稳定的区域。调必须要解决的问题。重复控制器是IB本的In-oue于1981年首次提出的，用于伺服系统重复轨迹的高精度控制；它是根据内部模型原理和周期性参考信号的特点，将产生参考输出信号的“模型”置于稳定的闭环系统内，从而实现对周期性参图1理想重复控制器框图考信号或周期性的外部干扰信号的稳态跟踪。本Fig．1Theblockdiagramofidealrepetitivecontroller文中把它用在速度环上，用来抑制

7、压缩机周期性在实际中应用的重复控制器均引入了相应的的扰动负载，减小压缩机的转速抖动。作者简介：李锐(1985一)，男，硕士研究生，Email：lryyO03@163．corn48李锐，等：基于重复控制的抑制电机周期性负载扰动的方法电气传动2010年第40卷第12期补偿参数来改造G()从而提高系统的稳定性。的表达式有关；z用以补偿G(z)·S(z)的相位，本文采用了插入式重复控制器，其特点是：原始控使得G(‘z)s(z)z≈0。制器的设计和重复控制器的设计相互独立，对于引入相位补偿后的重复控制器的框图见图3。一个没有采

8、用重复控制器的系统，不必对原始系统进行任何修改，仅需要增加一个相加环节，就可以将重复控制器“插入”到原始系统中，从而抑制系统的周期性扰动。加入补偿后的重复控制器框图如图2所示。图3引入相位补偿后的重复控制器的框图Fig．3Theblockdiagramofrepetitivecontrollerafterphasecompensation定义系