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申请/专利权人：山东锐易电动科技有限公司

摘要：本发明属于电力电子与电机控制领域，具体涉及到一种基于伺服压力机非线性惯量系统的前馈控制方法，本发明利用系统的动力学模型实现了伺服压力机的力矩计算的控制方法，在线计算了伺服压力机的非线性惯量，准确适配了转矩观测器的计算过程，采用了转矩前馈的控制方法，控制系统在电机负载扰动方面的情况下展现了强鲁棒性，尤其是伺服压力机遇到大负载时，伺服压力机的实时曲线误差大幅减少，提高了位置控制精度，减少了位置控制误差。

主权项：1.一种基于伺服压力机非线性惯量系统的前馈控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：利用拉格朗日方程建立伺服压力机的动力学方程，并将建立的动力学方程转换为如下等式： 其中，Mθc是惯性系数；Nθc是压力机的离心系数；为曲柄反馈角加速度；为曲柄反馈角速度；然后将公式12引进状态反馈ec来提高跟踪控制效果，得到曲柄转矩τc计算式： 其中，ec＝θc*-θc；θc*为曲柄给定角度；为曲柄给定角速度；为曲柄给定角加速度；kd表示速度误差系数，为常数；kp表示位置误差系数，为常数；步骤二：利用从电机侧看伺服压力机的转动惯量J与从曲柄侧看伺服压力机的转动惯量Jp之间的数学关系，得到从电机侧看伺服压力机的转动惯量J的计算式为： 其中，n为减速机的减速比；步骤三：根据永磁同步电机的定子电压方程，利用欧拉前向逼近法则，可得到第k+1时刻直轴电流的反馈值idk+1和第k+1时刻交轴电流的反馈值iqk+1： 其中，iqk为第k时刻交轴电流的反馈值；iqk+1为第k+1时刻交轴电流的反馈值；idk为第k时刻直轴电流的反馈值；idk+1为第k+1时刻直轴电流的反馈值；Ts为控制周期；Vdk是第k时刻直轴电压；Vqk是第k时刻交轴电压；R是定子电阻；ωe是电角速度；Ld是直轴电感；Lq是交轴电感；ψf是永磁体磁链；步骤四：利用永磁同步电机的机械模型方程和步骤二计算的从电机侧看伺服压力机的转动惯量J，结合一阶低通滤波器算法，完成电机负载转矩估算值计算，用电机负载转矩估算值替代实际的电机负载转矩值TL，将电机负载转矩估算值与曲柄转矩τc在电机侧的对应值相加，得到电机的给定转矩Te*，然后根据电机的交轴电流的给定值iq*与电机的给定转矩Te*的线性关系，得到电机的第k+1时刻交轴电流的给定值iq*k+1计算式为： 其中，p是电机极对数；步骤五：在控制策略id*k+1＝0情况下，价值函数设置为：g＝|iq*k+1-iqk+1|+|id*k+1-idk+1|57，其中，id*k+1表示第k+1时刻直轴电流的给定值；将三相两电平PWM逆变器的八个电压矢量分别带入到价值函数中，并将g取得最小值的电压矢量定义为最优矢量，最优矢量作用于功率模块输出PWM波控制电机运行。

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