[发明专利]基于旋转高频注入的永磁同步电机控制方法

权利要求书

1.一种基于旋转高频注入的永磁同步电机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：获取检测到的所述永磁同步电机的三相定子电流I_a、I_b、I_c，将I_a、I_b、I_c通过依次进行Clark变换和Park变换生成转矩电流反馈量I_q和励磁电流反馈量I_d；

步骤S2：通过转子位置跟踪观测器获取到转子角速度反馈量ω；

步骤S3：将预设定的转速ω^*与所述转子角速度反馈量ω的比较差值输入滑模速度控制器调节后输出转矩电流I_q^*，将所述转矩电流I_q^*与所述转矩电流反馈量I_q的比较差值输入第一PI调节器后输出电压u_q；将预设的励磁电流I_d^*与所述励磁电流反馈量I_d的比较差值输入第二PI调节器后输出电压u_d；

步骤S4：将所述电压u_q、所述电压u_d经过Park逆变换生成两相静止坐标系下的两相控制电压u_α和u_β；

步骤S5：将注入的高频旋转载波信号叠加到所述两相控制电压u_α和u_β后进行SVPWM调制生成PWM调制波。

步骤S6：通过PWM调制波控制三相全桥逆变器开关器件，输出三相电压U_A、U_B、U_C，进而控制所述永磁同步电机的运行。

2.根据权利要求1所述的基于旋转高频注入的永磁同步电机控制方法，其特征在于，在步骤S2中通过旋转高频注入法来获取所述转子角速度反馈量ω。

3.根据权利要求1所述的基于旋转高频注入的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述滑模速度控制器采用tansigSMC-PI速度控制器。

4.根据权利要求1所述的基于旋转高频注入的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述滑模速度控制器包括滑模控制器和PI控制器。

所述滑模速度控制器为具有随时间不断变化的开关特性的用于控制不连续系统的控制器；

所述PI控制器，用于进行反馈控制。

5.根据权利要求1所述的基于旋转高频注入的永磁同步电机控制方法，其特征在于，在步骤S5中，将高频旋转载波信号叠加到所述两相控制电压u_α和u_β，具体为在基波激励上叠加一个三相平衡的高频旋转激励。

6.根据权利要求3所述的基于旋转高频注入的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述tansigSMC-PI速度控制器的控制方法为：

-系统状态，x∈Rⁿ；

u-控制变量，u∈R^m；

s(x,t),s∈R^m；

s＝cx-ω其中c＞0；

其中，x为系统状态输入变量，u为控制变量，c为待设计的参数，ω为永磁同步电机的实际转速，s为滑模面函数，t为时间。

7.根据权利要求6所述的基于旋转高频注入的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述滑模控制器采用指数趋近律控制方法，所述滑模控制器的表达式为：

通过计算得到q轴的参考电流为：

其中ε、q为指数趋近律常数，P_n为极对数，为磁链，J为转动惯量。

8.根据权利要求7所述的基于旋转高频注入的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述滑模控制器的表达式中tansig函数定义为：

9.根据权利要求1所述的基于旋转高频注入的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述高频旋转载波信号表示为：

其中，ω_in为高频信号的频率，幅值为V_in，t为时间。