[发明专利]一种无位置传感器的新型混合励磁同步电机控制方法

权利要求书

1.一种无位置传感器的混合励磁同步电机控制方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：在d/q坐标轴下，建立混合励磁同步电机定子电压的动态数学模型，并改写成定子电流方程的形式，在此基础上建立简化的定子电流状态空间模型；

所述步骤一具体为

1.1混合励磁同步电机在d/q旋转坐标轴中的定子电压方程为：

其中：u_d、u_q和u_f分别为定子d/q旋转坐标轴的电压以及励磁电压；i_d、i_q和i_f分别为定子d/q旋转坐标轴的电流以及励磁电流；R_s和R_f分别为电机绕组和励磁绕组；L_d、L_q和L_f分别为定子d/q轴电感以及励磁电感；M_f为励磁绕组和三相绕组间的互感；

1.2根据(1)推导定子电流动态模型：

1.3令则(2)可以变化为：

1.4令将式(3)简化成状态空间模型：

其中：

步骤二：根据混合励磁同步电机参数确定参考模型和可调模型，建立广义误差下系统的状态空间模型；

所述步骤二具体为

2.1根据步骤一中式(4)中的状态矩阵包含转子速度信息，将式(4)作为可调模型，ω_e为待辨识的可调参数，混合励磁同步电机本身作为参考模型；

2.2在广义误差下系统的状态空间模型简化为：

其中：

步骤三：建立误差系统的状态方程，判断误差系统的稳定性，确定线性补偿器矩阵；

所述步骤三具体为

3.1根据步骤二中的式(5)建立的误差系统表示为状态方程形式：

式中，矩阵C为线性补偿器；

3.2对于判断误差系统的稳定性，根据正实引理来证明；满足：

实对称矩阵为正定的充要条件是：矩阵的各阶顺序主子式大于零；取C为单位矩阵，所以有P＝C＝I为对称正定矩阵；

然后将矩阵A和矩阵P带入式(7)可以得到：

在此条件下，经过验证后矩阵Q的各阶顺序主子式大于零，根据正实引理，误差系统的稳定；

3.3当矩阵C为单位矩阵时，对矩阵C进行选取，经过分析确定矩阵C为：

当线性补偿器矩阵C选择为式(9)时，线性前向通路的传递函数矩阵G(s)为严格正实矩阵；

步骤四：对混合励磁同步电机的转速估计公式求解得到转速估计值，然后计算转子的位置角。

2.按照权利要求1所述的一种无位置传感器的混合励磁同步电机控制方法，其特征在于：所述步骤四具体为

4.1转速估计公式为：

其中：

4.2 K_p和K_i都是大于零的数，转子的位置角由速度积分获得：