[发明专利]一种混合励磁同步电机非线性逆推跟踪控制方法

说明书

本发明公开了一种混合励磁同步电机非线性逆推跟踪控制方法，具体按照以下步骤实施：从电机主电路采集信号，送入控制器处理；对电机进行准确初始位置检测，得出转子位置角和角速度；将采集的三相电流变换到d‑q坐标系下；将角速度跟踪误差、角速度和直流母线电压送入速度逆推跟踪控制器，判断电机运行区间，计算电机在不同运行区间的参考值；将电流跟踪误差和角速度输入电流逆推跟踪控制器计算得到参考值；最后驱动主功率变换器和励磁功率变换器。本发明混合励磁同步电机非线性逆推跟踪控制方法系统设计简单，减少了系统可调节参数，使电机转矩波动更小，提高了电机的动态响应能力，充分发挥了混合励磁同步电机低速大转矩和宽调速范围的优点。

技术领域

本发明属于混合励磁同步电机控制技术领域，具体涉及一种混合励磁同步电机非线性逆推跟踪控制方法。

背景技术

混合励磁同步电机作为一种新型的电动汽车驱动电机，与永磁同步电机相比，多了一套直流励磁源。通过调节直流励磁绕组中励磁电流不仅能够实现低速大转矩输出，以满足汽车启动、爬坡与重载的要求，同时能够实现宽调速范围运行，以满足电动汽车高速巡航的要求，且在一定速度范围内能够使电动汽车保持高效工作，从而提高电动汽车的续航里程。因此，混合励磁同步电机适合作为电动汽车电驱动系统用驱动电机。

混合励磁同步电机电枢、永磁与励磁磁场三者高度耦合，非线性程度高，解耦非常困难，一般线性控制方法难以满足混合励磁同步电机驱动系统的要求，发挥混合励磁同步电机的优点。目前，混合励磁同步电机的控制方法及驱动系统研究较少，基本可以分为两类：矢量控制和直接转矩控制，其中矢量控制技术存在动态响应慢的问题，直接转矩控制存在转矩脉动大的问题。

发明内容

本发明目的是提供一种混合励磁同步电机非线性逆推跟踪控制方法，解决现有混合励磁同步电机控制技术中存在动态响应慢、调节参数多的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种混合励磁同步电机非线性逆推跟踪控制方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、从电机主电路分别采集如下信号：相电流i_a、i_b和励磁电流i_f、直流母线电压U_dc和励磁电压U_f，将采集到的相电流i_a、i_b和励磁电流i_f、直流母线电压U_dc和励磁电压U_f经电压跟随、滤波、偏置及过压保护后送入控制器处理，对电机进行准确初始位置检测，从电机编码器上采集转速和转子位置角，送入控制器计算得出角速度ω_r和转子位置角θ；

步骤2、对步骤1得到的相电流i_a、i_b进行A/D转换，随后再经帕克变换得到两相旋转坐标系下的定子直轴电流i_d和交轴电流i_q；

步骤3、将给定角速度ω_rref与步骤1得到的角速度ω_r比较，得到角速度偏差e_ω，将角速度偏差e_ω、角速度ω_r和直流母线电压U_dc分别输入速度逆推跟踪控制器，判断混合励磁同步电机运行区域：当角速度ω_r小于弱磁基速时，混合励磁同步电机运行于低速区；当角速度ω_r大于弱磁基速时，混合励磁同步电机运行于高速区；

步骤4、根据步骤3中混合励磁同步电机运行区域进行选择执行，当混合励磁同步电机运行于低速区时，只需执行步骤a；当混合励磁同步电机运行于高速区，只需执行步骤b；

步骤a.混合励磁同步电机运行于低速区，基于非线性逆推跟踪控制原理，计算d轴电流参考值i_dref、q轴电流参考值i_qref和励磁电流参考值i_fref；