[发明专利]一种电机模拟器的非线性电流模拟及鲁棒控制方法

权利要求书

1.一种电机模拟器的非线性电流模拟及鲁棒控制的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤a、将经传感器采集获得的被测电机控制器的三相电压进行坐标变换得到dq轴电压，根据电机模型状态方程：将电流状态量i_m作为电机模型状态方程的状态量和输出量，输入电压U_m作为电机模型状态方程的输入，根据公式：将电机磁链引起的反电势与q轴电感的比值ξ_m作为电机模型状态方程的非线性扰动输入；电机模型的定子电阻、dq轴电感以及电频率转速作为电机模型状态方程参数；

步骤b、根据前馈控制环节的电压计算公式：计算得到电机模拟器的前馈输出电压U_f；

步骤c、采用LQR最优控制算法，基于公式

计算出多输入多输出的电机模拟器的状态反馈矩阵K，电机模拟器的状态偏差与状态反馈矩阵K相乘得到电机模拟器的状态反馈输出电压，U_LQR＝K·i_err；

步骤d、采用计算公式为：

的电机模拟器扰动观测器对由于电机模拟器的模型参数误差和外界扰动造成的控制偏差进行纠正，求得扰动观测器输出电压

步骤e、将前馈输出电压、状态反馈输出电压和扰动观测器输出电压相加，作为电机模拟器最终目标输出电压U_e，即：通过电压调制策略对功率放大单元的高频开关实现对电机模拟器非线性电流的模拟和控制；

式中i_m为电流状态量，为电流状态量的导数，U_m为输入电压，A_m、B_m和C_m为关于电机参数的状态空间矩阵系数，ξ_m为电机模型状态方程的非线性扰动输入，f_bw为电机模型在不同转速工况下的电流模拟频域带宽，U_f为电机模拟器的前馈输出电压，A_cr、B_cr1和B_cr2为参考耦合网络模型系数矩阵，为B_cr2的逆矩阵，J为电流跟踪性能评价指标，i_c为耦合网络实际当前电流，Q和R分别为系统跟踪误差和系统输出的权重系数矩阵，U_LQR为状态反馈输出电压，K为状态反馈矩阵，U_e为电机模拟器最终目标输出电压，i_err＝i_m-i_c为电机模拟器状态偏差，为估算耦合网络电流，为扰动观测器输出电压，L为观测矩阵。

2.根据权利要求1所述的电机模拟器的非线性电流模拟及鲁棒控制的方法，其特征在于所述的步骤c、步骤d、步骤e并行计算执行而互不影响。