[发明专利]一种交流伺服系统的电流控制方法

权利要求书

1.一种交流伺服的电流控制方法，其特征是基于电压观测器和电压预测器的交流伺服电流控制，按以下步骤实现：

步骤一：离散采样，以电流环控制周期T_s为采样周期进行离散采样，得到电机的d、q轴离散电压方程；

步骤二：d、q轴电压观测，针对电机的d、q轴离散电压方程，分别设计d轴电压观测器和q轴电压观测器，得到k时刻的d轴电压观测量和q轴电压观测量；

步骤三：d、q轴电压预测，根据k+1之前时刻的d、q轴电压和电流，预测k+1时刻的d、q轴电压；

步骤四：d、q轴控制电压生成，根据k时刻的d轴电压观测量和q轴电压观测量，结合k+1时刻的d、q轴电压预测量，生成d、q轴控制电压，用于交流伺服的电流控制。

2.根据权利要求1所述的一种交流伺服的电流控制方法，其特征是所述电机为永磁同步电机，所述电流控制方法为：

步骤一：以电流环控制周期T_s为采样周期进行离散采样，得到电机的d、q轴离散电压方程：

ud(k)=Ldid(k)-id(k-1)Ts+Rid(k)-ω(k)Lqiq(k)---(1)]]>

uq(k)=Lqiq(k)-iq(k-1)Ts+Riq(k)+Ldω(k)id(k)+ψfω(k)---(2)]]>

式中，u_d(k)、u_q(k)分别为k时刻的d、q轴电压，i_d(k)、i_q(k)分别为k时刻的d、q轴电流，i_d(k-1)、i_q(k-1)分别为k-1时刻的d、q轴电流，ω(k)为k时刻的电机转速，L_d为d轴电感，L_q为q轴电感，R为定子电阻，ψ_f为永磁体磁链；

步骤二：分别设计d轴电压观测器和q轴电压观测器：

令d轴电压待观测量d₁(k)＝Ri_d(k)-ω(k)L_qi_q(k)或-ω(k)L_qi_q(k)，设计d轴电压观测器：

z1(k)=11+L1Tsz1(k-1)-L12Ts1+L1Tsid(k)-L1Ts(1+L1Ts)Ldud(k)d^1(k)=z1(k)+L1id(k)---(3)]]>

式中，z₁(k)为k时刻的d轴电压中间变量，为d轴电压观测量，L₁为d轴观测器增益；

再令q轴电压待观测量d₂(k)＝Ri_q(k)+L_dω(k)i_d(k)+ψ_fω(k)或L_dω(k)i_d(k)+ψ_fω(k)，设计q轴电压观测器：

z2(k)=11+L2Tsz2(k-1)-L22Ts1+L2Tsiq(k)-L2Ts(1+L2Ts)Lquq(k)d^2(k)=z2(k)+L2iq(k)---(4)]]>

式中，z₂(k)为k时刻的q轴电压中间变量，为q轴电压观测量，L₂为q轴观测器增益；

步骤三：预测k+1时刻的d、q轴电压：

以k时刻的d轴电流给定i_d^*(k)来预测i_d(k+1)，得k+1时刻的d轴预测电压为：

u^d(k+1)=Ldid*(k)-id(k-1)Ts-ud(k)---(5)]]>

以k时刻的q轴电流给定i_q^*(k)来预测i_q(k+1)，得k+1时刻的q轴预测电压为：

u^q(k+1)=Lqiq*(k)-iq(k-1)Ts-uq(k)---(6)]]>

步骤四：由步骤二得到的k时刻d、q轴电压观测量分别为由步骤三得到的k+1时刻d、q轴电压预测量分别为生成d、q轴控制电压为：

ud(k+1)=u^d(k+1)+d^1(k)---(7)]]>

uq(k+1)=u^q(k+1)+d^2(k)---(8)]]>