[发明专利]使用状态观测器确定同步电机中转子的位置和速度的方法

权利要求书

1.一种确定凸极同步电机(4)的转子的位置θ的方法，其中测量了所述电机的各相的电流i_m和电压U_m，其特征在于执行了以下步骤：

a)施加一电压u_imp在所述电机(4)的所述各相上，所施加的电压u_imp具有大于所述电机(4)的控制电压的幅值U_c以及大于所述电机(4)的控制频率的高频f_c，所施加的电压u_imp对于所述电机(4)的控制没有影响并且所述电机(4)的运行不受干扰，

b)构建所述电机(4)中流通的总磁通量χ_αβ的状态模型，所述磁通量χ_αβ是所述转子的位置的函数，

c)通过磁通量χ_αβ的所述状态模型以及所述测量的电流i_m和电压U_m，构建所述转子的电流和速度的状态观测器，以及

d)通过速度的所述状态观测器以及所述施加的电压u_imp，确定转子的所述位置

2.如权利要求1所述的方法，其中针对低于或等于100rpm的转子的转速应用所述方法。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述幅值U_c为10V，所述频率f_c为1kHz。

4.如权利要求1所述的方法，其中在复平面中用这种类型的方程：描写施加的电压u_imp，其中j是复数，θ_c是位置，以致于

5.如权利要求1所述的方法，其中通过实施以下步骤构建在电机(4)中流通的总磁通量χ_αβ的所述状态模型：

i)通过变换所测量的电流i_m和电压U_m，在Concordia参考坐标系中确定电压u_αβ和电流i_αβ，

ii)通过这种类型的方程：来确定磁通量χ_αβ的动态值，其中R是所述电机(4)绕组的阻抗。

6.如权利要求5所述的方法，其中通过实施以下步骤来构建电流和转子速度的所述状态观测器：

i)通过这种类型的方程：

根据所述磁通量χ_αβ的所述状态模型来确定电流i_αβ的状态表示，其中Φ是由所述电机的永磁体产生的磁通，ω是转子速度，且L_d和L_q是所述电机的直接和正交的电感，以及A＝4λ²η²ω²+R²η²，B＝4η⁴ω²+R²λ²，

ii)通过使x＝i_α+ji_β和u＝u_α+ju_β，在复平面中变换所述状态表示，其中j是复数，以及

iii)通过这种类型的方程：

确定电流和转子速度的所述状态观测器，其中是归一化的电流测量值，k₁，k₂，g是增益，其使所述观测器的收敛被管控。

7.一种控制同步电机(4)的方法，其中实施以下步骤：

-使用前述权利要求任意一项中的方法，确定所述电机的转子的位置和速度以及

-根据所确定的位置和速度控制所述同步电机的转矩。

8.一种控制同步电机(4)的系统，其特征在于，该系统适于应用如权利要求7所述的控制方法。

9.一种车辆，其包括至少一个同步电机(4)，其特征在于，所述车辆还包括如权利要求8所述的控制系统。

10.如权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述车辆是一种混合动力或电动车辆。