[发明专利]用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制装置

权利要求书

1.一种用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

检测所述永磁式同步电机侧实际运行时产生的电枢三相电流；

基于所述电枢三相电流和转子速度的估计值通过类锁相环对所述永磁式同步电机的转子电角速度进行估计；

基于所述电枢三相电流和估计转子角速度采用改进的模型参考自适应系统对转子磁链和定子电阻进行不断地修正和估计；

基于所述估计的转子角速度、所述三相电流、所述估计的转子磁链和定子电阻产生估计的前馈定子电压；

基于所述前馈定子电压来控制所述永磁式同步电机的逆变器的输出，以进行所述电机的转矩控制。

2.如权利要求1所述的用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，其特征在于，在基于所述电枢三相电流通过类锁相环对所述永磁式同步电机的转子电角速度进行估计的步骤中，还包括以下子步骤：

将估计输出的所述转子电角速度的值进行低通滤波后作为所述转子速度的估计值反馈到所述类锁相环的输入；

将设定的转子速度和所述转子速度的估计值一起作为输入进行第一次比例积分调节形成q轴给定电流；

将所述q轴给定电流与实际检测到的q轴实际电流进行差分后得到误差分量，对所述误差分量继续进行第二次比例积分调节以得到所述电子角速度的估计值。

3.如权利要求2所述的用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，其特征在于，所述改进的模型参考自适应系统的方程由前馈线性模型和非线性反馈分量组成：

其中，R_s和是所述定子电阻的估计值和所述转子磁链的估计值，其作为所述模型参考自适应模型的输出在所述自适应模型中不断更新，使得估计的d轴电流i_d和q轴电流i_q值分别是：

其中，G是观测增益矩阵，G1和G2是G矩阵的系数，它保证前馈线性模型是正实数。

4.如权利要求3所述的用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，其特征在于，在类锁相环的转速估计过程中，q轴给定电流和q轴实际电流之间的误差校正量通过以下数学模型表示：

通过同时求解所述非线性反馈分量和前馈线性模型来获得所述误差校正量，在所述误差校正量数学模型中，Rs和的自适应方程如下：

其中分别为估计电阻的比例调节系数、估计电阻的积分器调节系数、估计转子磁链的比例调节系数、转子磁链的积分器调节系数、初始估计定子电阻和转子磁链。

5.如权利要求4所述的用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，其特征在于，在基于所述估计的转子角速度、所述三相电流、所述估计的转子磁链和定子电阻产生估计的前馈定子电压的步骤中，所述前馈定子电压通过以下改进的前馈定子电压方程得到：

其中，ΔV是针对d轴给定电流经过比例积分调节的输出，ωe表示电角速度，是针对q轴给定电流的比例积分调节的输出。

6.如权利要求5所述的用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，其特征在于，在[0.01-1]范围内选择比例积分调节器参数以消除最小化稳态误差。

7.如权利要求6所述的用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，其特征在于，在所述模型参考自适应系统中，通过对所述转子磁链的估计值、所述定子电阻进行一阶滤波，以抑制所述转子磁链估计值的升高和减小由所述定子电阻估计引起的畸变。

8.一种用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制装置，其特征在于，所述装置包括：

检测单元，其用以检测所述永磁式同步电机侧实际运行时产生的电枢三相电流；

类锁相环转子电角速度估计单元，其用以基于所述电枢三相电流和转子速度的估计值通过类锁相环对所述永磁式同步电机的转子电角速度进行估计；

模型参考自适应估计单元，其用以基于所述电枢三相电流和估计转子角速度采用改进的模型参考自适应系统对转子磁链和定子电阻进行不断地修正和估计；

前馈定子电压估计单元，其用以基于所述估计的转子角速度、所述三相电流、所述估计的转子磁链和定子电阻产生估计的前馈定子电压；

控制输出单元，其用以基于所述前馈定子电压来控制所述永磁式同步电机的逆变器的输出，以进行所述电机的转矩控制。