永磁同步电机FOC控制,电流不断增大直到崩溃的原因

时间: 2023-08-20 13:07:38 浏览: 197
永磁同步电机FOC控制中,电流不断增大直到崩溃的原因可能有以下几个方面: 1. 控制参数设置不当:永磁同步电机FOC控制中的参数设置对系统的稳定性和性能有很大影响,如果参数设置不合理,可能会导致电流不稳定而崩溃。 2. 过电压或过流保护失效:当电机电流超过额定值或电机电压超出限制时,控制系统应该触发过电压或过流保护来保护电机和控制器,如果保护失效,可能会导致电流不稳定而崩溃。 3. 电机本身的问题:如果电机存在绕组故障、短路等问题,可能会导致电流不稳定而崩溃。 4. 控制器故障:如果控制器存在故障,可能会导致电流不稳定而崩溃。 在实际应用中,为了避免电流不断增大直到崩溃,需要对FOC控制系统进行仔细的参数设置和故障检测,以保证系统的稳定性和可靠性。此外,还需要对电机进行定期检查和维护,以确保电机的正常运行。
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永磁同步电机foc控制转速及电流环C代码

以下是一个简单的永磁同步电机FOC控制的转速和电流环的C代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #define PI 3.14159265358979 // 定义结构体存储电机参数 typedef struct { double Rs; // 马达定子电阻 double Ld; // 马达定子d轴电感 double Lq; // 马达定子q轴电感 double J; // 马达转动惯量 double P; // 马达极数 double Ke; // 电动势常数 double Kt; // 转矩常数 double Tm; // 额定负载转矩 double rated_speed; // 额定转速 } MotorParam; // 定义结构体存储FOC控制器参数 typedef struct { double Ts; // 采样时间 double Kp; // 比例系数 double Ki; // 积分系数 double Kc; // 当前环PID控制器比例系数 double Kd; // 当前环PID控制器微分系数 double speed_ref; // 目标转速 double current_ref; // 目标电流 double Id; // 直轴电流 double Iq; // 交轴电流 double Ia; // A相电流 double Ib; // B相电流 double Ic; // C相电流 double Va; // A相电压 double Vb; // B相电压 double Vc; // C相电压 double speed; // 实际转速 double theta_e; // 电角度 double theta_m; // 机械角度 double theta_m_old; // 上一次的机械角度 double error_speed; // 转速误差 double error_current;// 电流误差 double integral_speed;// 转速积分 double integral_current;// 电流积分 double u_d; // 直轴电压 double u_q; // 交轴电压 double u_alpha; // α轴电压 double u_beta; // β轴电压 } FOCParam; // 计算矢量旋转 void SVPWM(double u_alpha, double u_beta, double theta_e, double* t1, double* t2, double* t0) { double ta, tb, tc; double ua, ub, uc; double cos_theta = cos(theta_e); double sin_theta = sin(theta_e); ua = u_alpha * cos_theta + u_beta * sin_theta; ub = -u_alpha * sin_theta + u_beta * cos_theta; uc = -ua - ub; ta = (1.0 / sqrt(3)) * (ua - 0.5 * ub - 0.5 * uc); tb = (1.0 / sqrt(3)) * (ub - 0.5 * ua - 0.5 * uc); tc = (1.0 / sqrt(3)) * (uc - 0.5 * ua - 0.5 * ub); *t1 = 0.5 * (1.0 - ta - tb); *t2 = 0.5 * (1.0 - tb - tc); *t0 = 0.5 * (1.0 - tc - ta); } // FOC控制器 void FOCControl(MotorParam* motor, FOCParam* foc) { double omega_r; // 转子电角速度 double T_r; // 电磁转矩 double T_e; // 机械转矩 double theta_r; // 转子电角度 double theta_m; // 机械角度 double dIq; // 交轴电流变化量 double dId; // 直轴电流变化量 double u_alpha, u_beta; double t1, t2, t0; double u_d_old, u_q_old; double Ta, Tb, Tc; // 计算转矩 omega_r = foc->speed / motor->P; T_r = motor->Ke * (foc->Iq * sin(foc->theta_e) - foc->Id * cos(foc->theta_e)); T_e = T_r - motor->Tm; dIq = foc->Ki * foc->Ts * (foc->current_ref - foc->Iq); dId = foc->Ki * foc->Ts * (0.0 - foc->Id); foc->Iq += dIq; foc->Id += dId; // 计算电角度和机械角度 theta_r = foc->theta_e + motor->P * omega_r * foc->Ts; theta_m = theta_r / motor->P; foc->theta_m = fmod(theta_m, 2.0 * PI); if (foc->theta_m < 0.0) { foc->theta_m += 2.0 * PI; } // 转速控制 foc->error_speed = foc->speed_ref - foc->speed; foc->integral_speed += foc->error_speed * foc->Ts; foc->u_q = foc->Kp * foc->error_speed + foc->Ki * foc->integral_speed; foc->u_q = fmax(fmin(foc->u_q, 10.0), -10.0); // 电流控制 foc->error_current = foc->current_ref - foc->Iq; foc->integral_current += foc->error_current * foc->Ts; foc->u_d = foc->Kp * foc->error_current + foc->Ki * foc->integral_current; foc->u_d = fmax(fmin(foc->u_d, 10.0), -10.0); // 转换到直交坐标系 u_alpha = foc->u_d * cos(foc->theta_e) - foc->u_q * sin(foc->theta_e); u_beta = foc->u_d * sin(foc->theta_e) + foc->u_q * cos(foc->theta_e); // 计算SVPWM波形 SVPWM(u_alpha, u_beta, foc->theta_e, &t1, &t2, &t0); // 更新电压 foc->u_alpha = u_alpha; foc->u_beta = u_beta; // 计算电流 Ta = motor->Kt * (t1 - 0.5 * t2 - 0.5 * t0); Tb = motor->Kt * (t2 - 0.5 * t0 - 0.5 * t1); Tc = motor->Kt * (t0 - 0.5 * t1 - 0.5 * t2); foc->Ia = Ta / motor->Ke; foc->Ib = Tb / motor->Ke; foc->Ic = Tc / motor->Ke; // 计算电角度 foc->theta_e += omega_r * foc->Ts; // 保存直轴电压 u_d_old = foc->u_d; u_q_old = foc->u_q; // 计算直轴电压 foc->u_d = foc->Kp * (foc->Id - (motor->Ld / motor->Rs) * foc->Ia) - foc->Kc * (foc->u_d - u_d_old) / foc->Ts; foc->u_d = fmax(fmin(foc->u_d, 10.0), -10.0); // 计算交轴电压 foc->u_q = foc->Kp * (foc->Iq - (motor->Lq / motor->Rs) * foc->Ib) - foc->Kc * (foc->u_q - u_q_old) / foc->Ts; foc->u_q = fmax(fmin(foc->u_q, 10.0), -10.0); // 更新电流 dIq = foc->Ki * foc->Ts * (foc->current_ref - foc->Iq); dId = foc->Ki * foc->Ts * (foc->u_d - foc->Id); foc->Iq += dIq; foc->Id += dId; } // 主函数 int main() { MotorParam motor; FOCParam foc; // 初始化电机参数 motor.Rs = 1.0; motor.Ld = 0.01; motor.Lq = 0.02; motor.J = 0.1; motor.P = 4; motor.Ke = 0.1; motor.Kt = 0.1; motor.Tm = 0.0; motor.rated_speed = 2000.0; // 初始化FOC控制器参数 foc.Ts = 0.0001; foc.Kp = 0.1; foc.Ki = 50.0; foc.Kc = 0.1; foc.Kd = 0.0; foc.speed_ref = 1000.0; foc.current_ref = 1.0; foc.Id = 0.0; foc.Iq = 0.0; foc.Ia = 0.0; foc.Ib = 0.0; foc.Ic = 0.0; foc.Va = 0.0; foc.Vb = 0.0; foc.Vc = 0.0; foc.speed = 0.0; foc.theta_e = 0.0; foc.theta_m = 0.0; foc.theta_m_old = 0.0; foc.error_speed = 0.0; foc.error_current = 0.0; foc.integral_speed = 0.0; foc.integral_current = 0.0; foc.u_d = 0.0; foc.u_q = 0.0; foc.u_alpha = 0.0; foc.u_beta = 0.0; // 模拟FOC控制 for (int i = 0; i < 10000; i++) { FOCControl(&motor, &foc); foc.speed = motor.rated_speed * motor.P * (foc.theta_m - foc.theta_m_old) / (2.0 * PI * foc.Ts); foc.theta_m_old = foc.theta_m; printf("%lf,%lf,%lf,%lf\n", foc.speed, foc.current_ref, foc.Iq, foc.u_q); } return 0; } ``` 这段代码实现了一个简单的FOC控制器,包括转速和电流环控制。在`FOCControl`函数中,我们首先计算电机转矩和角度,然后进行转速和电流控制,最后计算SVPWM波形,更新电压和电流。在主函数中,我们模拟了10000个采样周期,每个周期的时长为0.0001秒,输出了转速、目标电流、实际电流和交轴电压。 需要注意的是,这段代码仅供参考,实际应用中需要根据具体电机和控制器的参数进行修改和优化。

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