[发明专利]一种滑膜无感补偿控制方法及系统

说明书

本发明提供了一种滑膜无感补偿控制方法及系统，所述方法包括：构建永磁同步电机静止坐标系中各轴滑模面的线性自抗扰控制器；获取永磁同步电机运行参数；控制线性自抗扰控制器根据电机运行参数计算得到输出控制量；控制线性自抗扰控制器利用输出控制量来等效补偿电机系统在各轴滑膜面上的抖动，使电机系统趋近各轴滑膜面的理想零位置，并计算转子信息预估值；将转子信息预估值输入到永磁同步电机的控制器中构成双闭环结构，实现对永磁同步电机的双闭环控制。本申请通过结合线性自抗扰控制器改变传统滑膜观测器结构，将控制开关函数等效补偿为控制连续函数，有效解决电机系统趋近滑模面时的高频抖振现象，使电机在无位置传感器时低速稳定运行。

技术领域

本申请涉及无位置传感器永磁同步电机控制系统技术领域，尤其涉及一种滑膜无感补偿控制方法及系统。

背景技术

随着电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展，永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)得到了迅速推广和应用。获取永磁同步电机中转子位置和转速信号是保证整个驱动系统稳定运行的关键环节，只有实时监测到永磁转子的磁极位置，才能满足对速度和电流的精确控制，让永磁同步电机处于闭环控制状态稳定运行。

现有技术中常用的永磁同步电机为无传感器永磁同步电机。无传感器永磁同步电机系统是在不安装位置传感器的前提下，采用滑膜观测器来估算出转子位置和转速，滑模观测器具有计算量小、实时性好及采集数据量小等优点。

但传统的滑模观测器在一阶滑模变结构控制中采用的控制函数为开关控制函数，离散不连续的开关控制函数在高频切换过程中将导致电机系统在滑膜面附近高频抖振，尤其在低速运行时，抖振问题会使电机系统对电机转子信息的估计出现一定误差，进而降低了系统的控制精度，影响了永磁同步电机的稳定运行。

发明内容

本申请提供了一种滑膜无感补偿控制方法及系统，以解决一阶滑膜观测器因采用不连续的开关控制函数进行控制而引起的抖振的问题。

本申请采用的技术方案如下：

一种滑膜无感补偿控制方法，应用于无位置传感器永磁同步电机，所述方法包括：

构建永磁同步电机静止坐标系中各轴滑模面的线性自抗扰控制器；

获取永磁同步电机在开关控制函数控制下进行运行时的电机运行参数；

控制所述线性自抗扰控制器根据所述电机运行参数计算得到所述线性自抗扰控制器的输出控制量；

控制所述线性自抗扰控制器利用所述输出控制量来等效补偿电机系统在各轴滑膜面上的抖动，使电机系统趋近所述各轴滑膜面的理想零位置；

计算所述电机系统趋近所述各轴滑膜面的理想零位置时的转子信息预估值；

将所述转子信息预估值输入到永磁同步电机的控制器中构成双闭环结构，实现对永磁同步电机的双闭环控制。

进一步地，所述线性自抗扰控制器包括线性扩张状态观测器和线性控制器；

获取永磁同步电机在各轴开关控制函数的控制下进行运行时的定子电流预估值与定子电流测量值；

将所述定子电流预估值与定子电流测量值输入到所述线性扩张状态观测器；

控制所述线性扩张状态观测器根据所述定子电流预估值与所述定子电流测量值跟踪电机系统在所述各轴滑膜面的实际状态，得到对应的状态变量；

控制所述线性控制器根据所述状态变量计算得到输出控制量；

通过所述输出控制量对各轴的所述开关控制函数进行补偿，获得各轴连续控制函数；

通过低通滤波器对所述各轴连续控制函数中的高次谐波进行滤除，得到各轴扩展反电动势预估值；