[发明专利]一种永磁同步电机负载转矩滑模观测方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机负载转矩滑模观测方法，其特征在于，依据转子角速度和q轴电流对负载转矩进行观测，得到负载转矩观测值；负载转矩观测器为

其中，i_q为q轴电流，为负载转矩观测值，是转子角速度估计值，g是负载转矩观测器的反馈增益且g＜0；ω为转子角速度，k_g是负载转矩观测器的滑模增益且k_g≤-|e₂/J|，为负载转矩观测误差，T_L为负载转矩；

负载转矩观测器输出的负载转矩观测值被送至滑模速度控制器，滑模速度控制器采用积分滑模控制方式，以负载转矩给定值中包括负载转矩观测值项的方式进行负载转矩补偿；负载转矩观测器根据负载转矩给定值的变化对反馈增益进行调整，负载转矩给定值由滑模速度控制器输出；

负载转矩观测器参数和滑模速度控制器参数采用粒子群算法统一进行优化整定。

2.如权利要求1所述的永磁同步电机负载转矩滑模观测方法，其特征在于，负载转矩观测器根据负载转矩给定值的变化对反馈增益g进行调整的方法是：

步骤㈠、计算

步骤㈡、判断是否大于ε₂；当大于ε₂时，取反馈增益g等于g_min并进入步骤㈤；当ΔT小于等于ε₂时，进入步骤㈢；

步骤㈢、判断是否小于ε₁；当小于ε₁时，取反馈增益g等于g_max并进入步骤㈤；当大于等于ε₁时，进入步骤㈣；

步骤㈣、反馈增益g按照

进行计算后进入步骤㈤；

步骤㈤、负载转矩观测器对负载转矩T_L进行观测，得到负载转矩观测值滑模速度控制器进行控制运算得到

其中，ε₁为转矩变化低限比较阈值，ε₂为转矩变化高限比较阈值，且0＜ε₁＜ε₂；g_max为反馈增益高值，g_min为反馈增益低值，且g_min＜g_max＜0。

3.如权利要求2所述的永磁同步电机负载转矩滑模观测方法，其特征在于，滑模速度控制器的状态变量为

其中，ω是转子角速度，ω^*是给定转子角速度；滑模速度控制器的滑模面为s_y＝c_yy₁+y₂，c_y为滑模面参数，且c_y＞0；滑模速度控制器输出负载转矩给定值和q轴转矩电流给定值为

其中，J是转动惯量，p是电机极对数，ψ_f是永磁体磁链，B是摩擦系数；系数μ₁、μ₂、μ₃和μ₄为速度滑模控制的指数趋近率系数，且μ₁＞0，μ₂＞0，1＜μ₃＜2，μ₄＞0。

4.如权利要求3所述的永磁同步电机负载转矩滑模观测方法，其特征在于，负载转矩观测器参数和滑模速度控制器参数采用粒子群算法统一进行优化整定，待优化的参数向量为θ_z1＝[c_y，μ₁，μ₂，μ₃，μ₄，G_max，G_min，ε₁，ε₂，α]；g_max与G_max的关系为g_min与G_min的关系为k_g与α的关系为

其中，α≥1。

5.如权利要求1-4中任一项所述的永磁同步电机负载转矩滑模观测方法，其特征在于，检测永磁同步电机的转子位置θ、和三相电流i_a、i_b和i_c；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。