[发明专利]带有电流误差校正的永磁同步电机直接转矩控制方法

权利要求书

1.一种带有电流误差校正的永磁同步电机直接转矩控制方法，通过逆变器驱动永磁同步电机，其特征在于：控制方法包括，

根据所述永磁同步电机的转子角速度与给定角速度的差异创建自适应谐波消除模型，使用所述自适应谐波消除模型确定出补偿电流，并使用所述补偿电流校正电流测量误差；

根据所述逆变器的电压矢量和校正后的测量电流创建预测模型，k时刻使用所述预测模型预测出k+2时刻的磁链和转矩，并使用目标函数最小化算法处理给定磁链、给定转矩、k+2时刻的磁链和转矩，选择出使目标函数值最小的电压矢量，使用被选择出的所述最小电压矢量控制所述永磁同步电机运行；

还包括，电流传感器测量所述永磁同步电机的定子电流，获得三相静止坐标系下的测量电流，并将所述测量电流转换成两相旋转坐标系下的电流分量i_{d_mea}、i_{q_mea}，所述自适应谐波消除模型根据永磁同步电机的转子角速度计算出电流补偿分量i_{d_ASHE}、i_{q_ASHE}，分别使用所述电流补偿分量i_{d_ASHE}、i_{q_ASHE}补偿所述电流分量i_{d_mea}、i_{q_mea}，获得校正后的测量电流分量i_d、i_q；

三相电流的测量值为：

式中，i_{x_mea}和i_{x_act}分别为三相定子电流的测量值和实际值，其中x＝a,b,c，k_x和Δi_{x_offset}分别是偏移误差和缩放误差；

将测量电流与实际电流之间的误差定义为：

Δi_x＝i_{x_mea}-i_{x_act}；

经过Clark和Park变换后，获得dq同步旋转电流：

式中，i_{d_mea}、i_{q_mea}为两相旋转坐标系下dq轴定子电流的测量值；i_{d_act}、i_{q_act}为两相旋转坐标系下dq轴定子电流的实际值；Δi_d、Δi_q为两相旋转坐标系下dq轴定子电流的测量值与实际值间的误差；

其中，误差项是：

式中，θ_e代表电角度，θ_e＝ω_et＝2πf_et，误差项Δi_a，Δi_b与和定子电频率f_e有关；

创建所述自适应谐波消除模型包括定义参考向量和权重向量并根据最小均方算法创建所述自适应谐波消除模型为：

所述自适应谐波消除模型的输出为所述电流补偿分量i_{q_ASHE}，根据所述电流补偿分量i_{q_ASHE}和两相旋转坐标系的相互转换特性获得电流补偿分量i_{d_ASHE}；k表征离散时间索引；w_k表征k时刻权重；

创建所述自适应谐波消除模型还包括，

定义权重迭代算法：

w_k+1表征k+1时刻权重；w_k表征k时刻权重；μ表征自适应增益常数；ε_k表征角速度给定值的跟踪误差；x_k表征k时刻的输入参考信号；ω^*表征给定角速度；ω_m表征永磁同步电机转子角速度；

创建所述自适应谐波消除模型还包括，

定义：

T表征采样周期；ω₀表征要消除的目标角频率；

根据(1)、(2)、(3)获得：

还包括，PI控制器调节所述永磁同步电机的转子角速度和给定角速度的差异获得给定电流，根据所述给定电流获得所述给定转矩和所述给定磁链；

k时刻，使用所述预测模型预测补偿得到永磁同步电机在k+1时刻的转矩和磁链，并根据k+1时刻的转矩和磁链迭代预测出k+2时刻的转矩和磁链；

k时刻，使用所述预测模型预测补偿得到永磁同步电机在k+1时刻的转矩T_e(k+1)和磁链ψ_s(k+1)为：

其中，

式中，参数R_s为定子电阻；T_s为采样时间；ψ_f为转子磁链；L_d、L_q为dq坐标系电感；u_d、u_q为dq坐标系电压；i_d、i_q为校正后的测量电流dq坐标系电流分量；ω_e＝pω_n，p是转子极对数，ω_n是机械角速度；

根据k+1时刻的转矩和磁链迭代预测出k+2时刻的逆变器不同电压矢量对应的转矩T_e(k+2)和磁链ψ_s(k+2)为：

L_s为逆变器电感。

2.如权利要求1所述的带有电流误差校正的永磁同步电机直接转矩控制方法，其特征在于：还包括，

光电编码器测量所述永磁同步电机的转子位置角，根据所述转子位置角获得所述永磁同步电机的转子角速度。