[发明专利]一种提高无速度传感器永磁同步电机控制系统鲁棒性的方法

权利要求书

1.一种提高无速度传感器永磁同步电机控制系统鲁棒性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立三相坐标系下永磁同步电机PMSM的电压方程；

2)将步骤1)三相坐标系下PMSM电压方程化简为αβ两相静止坐标系下数学模型；

3)将步骤2)αβ两相静止坐标系下PMSM电压数学模型在dq参考系进行表示；

4)建立PMSM电磁转矩T_e和负载转矩T_L表达式；

5)根据步骤3)PMSM电压dq坐标系下数学方程和步骤4)PMSM电磁转矩T_e和负载转矩T_L表达式得到dq坐标系下PMSM的状态方程；

6)将PMSM负载转矩作为状态方程扰动信号，引入步骤5)dq坐标系下PMSM的状态方程，并设定状态变量，得到PMSM标准状态方程；

7)根据连续信号通过适当带宽的低通滤波器时，近似并估计连续信号，建立扰动信号与其估计值关系式；

8)根据步骤6)PMSM标准状态方程和步骤7)扰动信号与其估计值关系式，得出扰动信号估计值表达式；

9)为了保证在负载转矩未知的情况下，进行有效的转速跟踪，根据步骤8)扰动信号估计值表达式，提出转速控制率表达式；

10)将步骤9)转速控制率表达式带入步骤6)PMSM标准状态方程中，得到PMSM状态扩展方程；

11)设定步骤10)PMSM状态扩展方程中输出不变，将估计扰动作为目标值引入PMSM电流控制环节，实时跟踪目标值，即可增加无速度传感器PMSM控制系统鲁棒性。

2.根据权利要求1所述的一种提高无速度传感器永磁同步电机控制系统鲁棒性的方法，其特征在于，步骤1)建立三相坐标系下永磁同步电机的电压方程：

其中：U_a、U_b、U_c分别为三相绕组的端电压；i_a、i_b、i_c分别为三相绕组的相电流；e_a、e_b、e_c分别为三相绕组的相反电动势；R_s、L分别为绕组相电阻和等效电感；

步骤2)的具体实现方法为：将步骤1)三相坐标系下PMSM电压方程化简为αβ两相静止坐标系下数学模型：

其中：i_α、i_β、U_α、U_β、e_α、e_β为定子电流、电压、反电动势；λ_αf为永磁体磁链；ω_r、θ为转子角速度和角度。

3.根据权利要求2所述的一种提高无速度传感器永磁同步电机控制系统鲁棒性的方法，其特征在于，步骤3)的具体实现方法为：将步骤2)αβ两相静止坐标系下PMSM电压数学模型在dq参考系进行表示：

其中：i_d、i_q分别表示dq参考系中直轴和交轴电流；L_d、L_q分别表示定子直轴电感和交轴电感；为i_d、i_q导数；U_d、U_q分别表示施加在直轴和交轴上的电压。

4.根据权利要求3所述的一种提高无速度传感器永磁同步电机控制系统鲁棒性的方法，其特征在于，步骤4)的具体实现方法为：建立PMSM电磁转矩T_e和负载转矩T_L表达式：

其中：J表示PMSM的惯性转矩，B表示摩擦系数，P表示极数，ω_m表示电机转动时的机械角速度，机械角速度表示为：

5.根据权利要求4所述的一种提高无速度传感器永磁同步电机控制系统鲁棒性的方法，其特征在于，步骤5)的具体实现方法为：根据步骤3)PMSM电压dq坐标系下数学方程和步骤4)PMSM电磁转矩T_e和负载转矩T_L表达式得到dq坐标系下PMSM的状态方程：