[发明专利]基于负载转矩观测的永磁同步电机滑模控制方法

权利要求书

1.一种基于负载转矩观测的永磁同步电机滑模控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、检测永磁同步电机的转子位置θ、转子角速度ω和三相电流i_a、i_b和i_c；

步骤二、依据三相电流i_a、i_b和i_c对永磁同步电机进行Clark变换得到在α-β轴坐标系下的电流i_α、电流i_β，依据电流i_α、电流i_β和转子位置θ进行Park变换，得到在d-q轴坐标系下的电流i_d、电流i_q；

步骤三、负载转矩观测器依据负载转矩给定值T_L^*、负载转矩观测值转子角速度ω和电流i_q对负载转矩进行观测，得到新的负载转矩观测值

步骤四、滑模速度控制器依据输入的转子给定角速度ω^*和转子角速度ω进行控制计算，得到负载转矩给定值T_L^*；

步骤五、依据负载转矩给定值T_L^*和新的负载转矩观测值计算得到q轴转矩电流给定值i_q^*；

步骤六、d轴电流控制器依据d轴转矩电流给定值i_d^*与d轴坐标系下的电流i_d之间的差值进行PI控制运算，得到d轴坐标系下的控制电压U_d；q轴电流控制器依据q轴转矩电流给定值i_q^*与q轴坐标系下的电流i_q之间的差值进行PI控制运算，得到q轴坐标系下的控制电压U_q；依据d-q轴坐标系下的控制电压U_d、U_q进行Park逆变换，得到α-β轴坐标系下的控制电压U_α、U_β；

步骤七、将α-β轴坐标系下的控制电压U_α、U_β作为SVPWM模块的输入，由SVPWM模块控制三相逆变器产生三相交流电源U_a、U_b、U_c，从而驱动永磁同步电机运转；

所述步骤三中，得到新的负载转矩观测值的具体方法是：

依据负载转矩观测器

计算得到新的负载转矩观测值其中，U＝k_g·sgn(e₁)，为转子角速度估算误差，是转子角速度估计值，g是观测器的反馈增益，k_g是观测器的滑模增益，ψ_f是永磁体磁链，J是转动惯量，p是电机极对数；

定义观测器滑模面为定义为负载转矩观测误差；滑模增益k_g的取值条件为：

反馈增益g的取值方法为：

步骤1、计算ΔT_L^*＝T_L^*(k-1)-T_L^*(k-2)，

步骤2、判断|ΔT_L^*|是否大于等于ε；当|ΔT_L^*|大于等于ε时，取反馈增益g等于g_min并退出；当|ΔT_L^*|小于ε时，进入步骤3；

步骤3、判断是否大于等于ε；当大于等于ε时，取反馈增益g等于g_min并退出；当小于ε时，取反馈增益g等于g_max并退出；

其中，g_min＜g_max＜0，ε为转矩变化比较阈值且ε＞0。