[发明专利]一种基于电压前馈补偿策略的永磁同步电机矢量控制方法

权利要求书

1.一种基于电压前馈补偿策略的永磁同步电机矢量控制方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、在同步旋转坐标系下，对永磁同步伺服电机建立相应数学模型；

步骤二、采用速度电流双闭环控制的方法，通过电压前馈补偿调节器利用前馈量对永磁同步电机旋转时电压分量中产生的耦合量进行补偿，得到旋转坐标系下的d轴电压和q轴电压；

步骤三、通过Park变换、Clark变换等实现对永磁同步电机的进行控制。

2.根据权利要求1所述的基于电压前馈补偿策略的永磁同步电机矢量控制方法，其特征在于：步骤一具体如下：

在同步旋转坐标系下，永磁同步电机在同步旋转坐标系下的定子电压方程和磁链方程可以表示为：

式中，i_d,i_q,u_d,u_q,L_d,L_q分别为d轴和q轴电流，电压和电感，ω_e为电气角速度，R_s为定子电阻，ψ_f为永磁体磁链。

3.根据权利要求2所述的基于电压前馈补偿策略的永磁同步电机矢量控制方法，其特征在于：步骤二中所述的速度电流双闭环控制的方法具体如下：

永磁同步电机旋转时的电压分量带有耦合量，通过增加前馈量u_d0＝-ω_eL_qi_q以及u_q0＝ω_eL_di_d+ω_eψ_f的策略，通过将电压前馈量与耦合量相互抵消，从而实现对电机的良性控制。将前馈补偿量带入电压输出方程得：

在将上式带入定子电压方程，可得：

式中，为从电机转矩与电流关系获得的d轴和q轴的参考电流，G_i为调节器增益。

4.根据权利要求1所述的基于电压前馈补偿策略的永磁同步电机矢量控制方法，其特征在于：所述Clark变换具体如下：

静止的三相绕组ABC可以产生三相平衡的正弦电流i_a，i_b，i_c，可用两相静止相互垂直的α-β坐标系来代替三相绕组ABC坐标系：

式中，N₂电机两相绕组的匝数，N₃为电机三相绕组的匝数；i_a，i_b，i_c为电机各相绕组的电流；i_α，i_β为α-β坐标系中的定子电流。

5.根据权利要求1所述的基于电压前馈补偿策略的永磁同步电机矢量控制方法，其特征在于：所述的Park变换，具体如下：

实现静止坐标系和旋转坐标系的转换，在磁动势的等式中可以将设定的中间参量匝数进行消去，令α轴与d轴的夹角为从坐标系中能够得到各个电流之间的关系：