[发明专利]UDE的内置式永磁同步电机电流控制方法

说明书

一种改进UDE的内置式永磁同步电机电流控制方法：在当前控制周期，对电机实际转速，转子位置角，电机三相电流，直流母线电压进行采样，利用三相旋转坐标系到两相静止坐标系变换求解出d、q轴实际电流；根据电机给定转速与电机实际转速的差值，得到q轴参考电流，计算出d轴参考电流i_d^*；利用d、q轴参考电流与实际电流的差值，改进UDE的电流控制器，分别得到d、q轴电压的参考值；将得到的d、q轴的电压参考值变换到两相旋转坐标系下的电压参考值，得到对应逆变器的PWM脉冲，由逆变器输出得到三相电压，用于驱动内置式永磁同步电机；重复循环。本发明抑制参数不确定和系统中的随机扰动的同时，减小暂稳态转矩波动，提高内置式永磁同步电机控制系统的性能。

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机控制方法。特别是涉及一种UDE的内置式永磁同步电机电流控制方法。

背景技术

近年来，随着电动汽车的猛速发展，内置式永磁同步电机(Interior permanentmagnet synchronous machine,IPMSM)由于具有高功率密度、高转矩密度和高效率的优点受到广大科研人员和工程人员的关注。它结构简单，有利于控制；可利用其磁阻效应来提高电机的效率和带载能力。然而。电动汽车作为一个复杂工况的系统，整个电机系统在运行过程中易受到温度导致的参数变化、系统随机扰动和负载工况的影响，因此对内置式永磁同步电机的性能提出了更高的要求。

为了提高电机的运行效率，内置式永磁同步电机通常采用最大转矩电流比(Maximum torque per ampere,MTPA)控制得到d轴电流给定，从而充分利用磁阻转矩；传统控制算法中系统的电流环使用比例积分(PI)的矢量控制方法，通过电压解耦得到d、q轴电压给定值。然而，传统控制算法中采用PI控制器的电流环结构虽然控制简单并成功应用于工业控制中，但一组PI参数仅适用于一段工况，无法在整个控制范围内获得期望的控制效果。传统PI结构的电流环控制性能在参数变化、系统随机扰动和复杂的负载工况下难以获得期望的效果，从而引入参数不确定和随机扰动观测的电流控制方法。

参数不确定和随机扰动观测方法将参数变化和系统随机扰动等视为未知项，采用一个稳定的参考模型来满足闭环系统所期望跟踪给定的性能，将参数不确定和系统扰动通过一个合适的滤波器即可被用于实际的控制器中。但是，参考模型选择和参数的调节方法影响系统的控制性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种改善传统PI控制器的电流环的UDE的内置式永磁同步电机电流控制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种UDE的内置式永磁同步电机电流控制方法，包括如下步骤：

1)在当前控制周期，由控制系统对电机实际转速n，转子位置角θ，电机三相电流i_A、i_B和i_C，以及直流母线电压u_dc进行采样，并利用三相静止坐标系到两相旋转坐标系变换求解出d、q轴实际电流i_d、i_q；

2)根据电机给定转速n^*与电机实际转速n的差值，通过比例积分控制器得到q轴参考电流i_q^*，采用最大转矩电流比控制方法中的公式法计算出d轴参考电流i_d^*；

3)利用d、q轴参考电流i_d^*、i_q^*与实际电流i_d、i_q的差值，通过UDE的电流控制器，分别得到d、q轴电压的参考值u_d、u_q；

所述UDE的电流控制器包括如下的线性参考模型：