[发明专利]用于补偿扰动的电机控制系统及方法

说明书

本公开涉及用于补偿扰动的电机控制系统及方法。提供了一种用于补偿扰动的电机控制系统。该系统包括控制器，该控制器基于至电机的电流指令值与电机的实际电流之间的差值向电机提供输入电压。电机建模部基于来自控制器的输入电压输出电机输出电流并且扰动观测部形成为电机建模部的逆向模型以使用电流微分滤波法消除电流噪声。此外，扰动补偿量确定部基于由扰动观测部评估的扰动来确定扰动补偿量。

技术领域

本公开涉及用于补偿扰动(disturbance)的电机控制系统及方法，并且更具体地，涉及用于补偿扰动以便在提供永磁型同步电机的操作稳定性的同时降低噪声的电机控制系统和方法。

背景技术

永磁型同步电机通常可以被控制用于三个目的，即，使用电流控制的扭矩控制、速度控制以及位置控制。扭矩控制是基于速度控制和位置控制的控制过程，并且由于电流正比于扭矩，所以扭矩控制通常被称为电流控制。利用比例积分(PI)控制器和线性反馈控制来执行扭矩控制(即，电流控制)，但是不利的是，由于诸如反电动势(back-emf)等的扰动，控制稳定性会退化。当永磁体旋转时由定子感应的磁通量的任意变化可与定子的电流交互，由此由于反电动势而生成非线性特性(nonlinearity)。非线性特性会改变电机模型或者可被解释为扰动。

可使用电机电路的参数值、电流以及电机转速测量量来评估由于诸如反电动势的扰动而产生的非线性特性，但是仍需要用于控制器的新设计来补偿扰动。为了补偿反电动势的任意影响，在传统技术中主要使用前馈和反馈控制方法，但是这些方法对参数的任意意外改变较敏感，并且需要电机转速的精确测量。

在该部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明的背景的理解，并且因此它可包含不构成在该国家中对于本领域普通技术人员来说已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供用于补偿扰动的电机控制系统，其中，可使用以相对于电机模型的逆向模型(reverse model)的形式制成的扰动观测部(disturbance observation part)处的截止频率通过微分来消除电流噪声，并且可使用用于确定扰动补偿量的增益来补偿任意扰动，由此增强用于永磁型同步电机的控制的操作稳定性以及可靠性。

因此，在一个方面中，本发明提供了一种用于补偿扰动的电机控制系统，该电机控制系统可包括：控制器，被配置为基于至电机的电流指令值(current command value)与电机的实际输出电流之间的差值向电机提供输入电压；电机建模部，被配置为基于来自控制器的输入电压输出电机输出电流；扰动观测部，以电机建模部的逆向模型的形式配置以便使用电流微分滤波法消除电流噪声；以及扰动补偿量确定部，被配置为基于由扰动观测部评估的扰动确定扰动补偿量。

电机建模部可被建模为其是原始电压方程类型(primary voltage equation type)。

可通过将电机建模部逆向建模为是原始电压方程类型的形成扰动观测部。

具体地，扰动观测部可被配置为使用电流微分滤波法(current differentiationfiltering method)消除电流噪声，其中，可将电流指令值与实际输出电流之间的差值乘以截止频率。

此外，可通过对扰动观测部的原始电压方程的电流分量中的进行微分来执行电流微分滤波法。

另外，将低通滤波器可连接至扰动观测部的输出端子以消除噪声分量(noisecomponent)。

有益效果

本发明能够经由以上部件提供以下有益效果。

首先，可使用以相对于电机模型的逆向模型的形式制成的扰动观测部处的截止频率通过电流微分消除电流噪声，并且随后可使用可确定扰动补偿量的增益对扰动进行补偿。因此，可获得永磁型同步电机的操作稳定性，并且因此可获得控制可靠性。