[发明专利]永磁同步电机直接转矩控制系统

权利要求书

1.一种永磁同步电机直接转矩控制系统，其特征在于：所述控制系统中对定子磁链和转速估算采用EKF观测器，所述EKF观测器采用扩张的卡尔曼滤波器，根据永磁同步电机的数学模型选取系统的状态变量为x＝[ψ_α，ψ_β，ω_r，θ_r]^T，输入变量为u＝u_α，u_β]^T，输出变量为y＝[i_α，i_β]^T，则得系统的状态方程和输出方程：

xg(t)=f[x(t),t]+Bu(t)y(t)=h[x(t),t]---(11)]]>

式中：f[x(t),t]=-RsLsψα+RsLsψfcosθr-RsLsψβ+RsLsψfcosθr0ωr,]]>h[x(t),t]=ψα-ψfcosθrLsψβ-ψfcosθrLs,]]>B=10010000]]>

其中，ψ_α，ψ_β，u_α，u_β，i_α，i_β分别为定子磁链矢量、定子电压和定子电流的α、β轴分量，R_s为定子电阻，L_s为等效同步电感，ψ_f为转子永磁体磁链矢量，ω_r为转子转速，θ_r为转子位置角；

所述EKF观测器中，通过得到的定子磁链计算出电磁转矩的给定值T_e，并将T_e和电磁转矩给定信号进行比较，其比较结果作为空间电压矢量脉冲发生器的输入，空间电压矢量脉冲发生器的输出连接永磁同步电机的电压源逆变器。

2.如权利要求1所述的永磁同步电机直接转矩控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括用以计算电磁转矩给定信号的自抗扰控制器，所述自抗扰控制器包括扩张状态观测器，扩张状态观测器的数学模型如下所示：

e=z1-ωrz1g=z2-β1f′(e,α1,δ1)+d0uz2g=-β2f′(e,α2,δ2)---(6)]]>

其中，z₁为电机实际转速的跟踪值，z₂为系统所受扰动R(t)的估计值，d₀取N_p/J，β₁，β₂是表达式的参数，α₁，α₂是扩张状态观测器的滤波因子，δ₁，δ₂是线性区间宽度；

根据扩张状态观测器实时估计出的系统扰动z₂进行前馈补偿，得到电磁转矩给定信号表达式如下所示：

Te*=β1f′(k1-z1,α2,δ2)-z2d0---(7).]]>