[发明专利]基于降维观测器的电机调速控制方法

权利要求书

1.一种基于降维观测器的电机调速控制方法，其特征在于，所述基于降维观测器的电机调速控制方法包括：构建电流环，获取电流环PI控制器比例系数和电流环积分系数；根据所述电流环构建速度环，获取速度环比例系数及速度环积分系数；构建降维转矩观测器，获取负载转矩和转矩观测器系数，将所述负载转矩乘以所述转矩观测器系数后反馈至所述电流环的输入以完成基于降维观测器的电机调速控制。

2.根据权利要求1所述的基于降维观测器的电机调速控制方法，其特征在于，所述电流环的开环传递函数为其中，R_s为电机定子电阻，L_s为电机定子电感，K_u为PWM放大器增益，k_ii为电流环积分系数，k_pi为电流环PI控制器比例系数，s为微分算子。

3.根据权利要求1或2所述的基于降维观测器的电机调速控制方法，其特征在于，所述电流环的闭环传递函数为其中，a₁＝R_s/L_s，a₂＝K_uK_fi/L_s，K_fi为电流反馈系数。

4.根据权利要求3所述的基于降维观测器的电机调速控制方法，其特征在于，基于降维观测器的电机调速控制方法根据a₁＝R_s/L_s、a₂＝K_uK_fi/L_s和获取电流环PI控制器比例系数和电流环积分系数，其中，ω_n为系统自由振荡频率，ε为阻尼比，ω_b为电流环带宽。

5.根据权利要求4所述的基于降维观测器的电机调速控制方法，其特征在于，速度环调节器传递函数为其中，k_pv为速度环比例系数，k_iv为速度环积分系数，K_p＝K_iv，T₁＝K_pv/K_iv。

6.根据权利要求5所述的基于降维观测器的电机调速控制方法，其特征在于，速度环的开环传递函数为其中，J为转动部分的转动惯量，K_t为电机力矩系数，K为稳定裕度，T₂为电流环等效降阶后的时间常数。

7.根据权利要求6所述的基于降维观测器的电机调速控制方法，其特征在于，基于降维观测器的电机调速控制方法根据的二阶传递函数降阶获取电流环等效降阶后的时间常数T₂，根据T₂、ω₁＝1/T₁、K＝ω₁ω_c、T₁＝K_pv/K_iv和可获取速度环比例系数及速度环积分系数，其中，ω_c为速度环截止频率，γ_max为速度环系统相角裕度极值，h为中频带宽。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的基于降维观测器的电机调速控制方法，其特征在于，基于降维观测器的电机调速控制方法根据构建降维转矩观测器，其中，ω_r为电机转速，T_e为永磁同步电机的电磁转矩，T_e＝C_TφI_q，C_T为电机的转矩常数，φ为电机主磁链，I_q为转矩电流，k₁和k₂为转矩观测器系数，T_l为电机的负载转矩，由降维转矩观测器观测获取。

9.根据权利要求8所述的基于降维观测器的电机调速控制方法，其特征在于，基于降维观测器的电机调速控制方法根据s²-(α+β)s+αβ＝0和获取转矩观测器系数k₁和k₂，其中，α和β为极点，极点α和β根据电流环截止频率和速度环截止频率估算，f为电机的摩擦系数。