[发明专利]高速双三相永磁同步电机的二自由度谐波电流控制方法

权利要求书

1.高速双三相永磁同步电机的二自由度谐波电流控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：对电机的相电压方程进行矢量空间解耦变换，然后变换结果分别进行park变换和park逆变换，分别获得基波同步旋转坐标系下的电压方程以及谐波反同步旋转坐标系下的电压方程；

步骤二：在复频域下分别对步骤一获得的两个电压方程进行拉普拉斯变换，获得两个复频域下的电机传递函数；

步骤三：根据零极点对消的原理将两个电机传递函数分别整定为标准的广义二阶系统，进而获得两个广义二阶系统的控制器传递函数；

步骤四：根据电机控制系统的实际性能要求选取调节时间t_s和二阶系统阻尼系数ζ，然后求取控制器传递函数中的增益系数；

步骤五：对确定了增益系数的控制器传递函数进行离散，获得两个离散的控制器传递函数；

步骤六：采集电机的相电流，对相电流进行矢量空间解耦变换获得基波静止坐标系下的电流和谐波静止坐标系下的电流，然后对基波静止坐标系下的电流进行park变换获得基波同步旋转坐标系下的电流，对谐波静止坐标系下的电流进行park逆变换获得谐波反同步旋转坐标系下的电流；

步骤七：将给定电流指令和基波同步旋转坐标系下的电流以及谐波反同步旋转坐标系下的电流分别输入至离散后的控制器中，然后对基波同步旋转坐标系下的电压进行带有角度补偿的park逆变换获得基波静止坐标系下的电压，对谐波反同步旋转坐标系下的电压进行带有角度补偿的park变换获得谐波静止坐标系下的电压；

步骤八：对基波静止坐标系和谐波静止坐标系下的电压进行SVPWM调制，获得六相逆变器的PWM信号，利用该PWM信号对高速双三相永磁同步电机进行控制。

2.根据权利要求1所述的高速双三相永磁同步电机的二自由度谐波电流控制方法，其特征在于，步骤一中，所述基波同步旋转坐标系下的电压方程为：

所述谐波反同步旋转坐标系下的电压方程为：

其中，u_dq＝u_d+ju_q，u_d和u_q分别为基波同步旋转坐标系下d轴和q轴的电压，

i_dq＝i_d+ji_q，i_d和i_q分别为基波同步旋转坐标系下d轴和q轴的电流，

L_dq＝L_d+jL_q，L_d和L_q分别为基波同步旋转坐标系下d轴和q轴的电感，

和分别为谐波反同步旋转坐标系下z1轴和z2轴的电压，

和分别为谐波反同步旋转坐标系下z1轴和z2轴的电流，

L_z1z2＝L_z1+jL_z2，L_z1和L_z2分别为谐波反同步旋转坐标系下z1轴和z2轴的电感，

j为虚数单位，R_s为定子电阻，ω_e为电角频率，ψ_f为永磁磁链。

3.根据权利要求2所述的高速双三相永磁同步电机的二自由度谐波电流控制方法，其特征在于，步骤二中，两个复频域下的电机传递函数分别为基波同步旋转坐标系下的电机传递函数和谐波反同步旋转坐标系下的电机传递函数两个电机传递函数的表达式分别如下：

其中，s为拉普拉斯算子。

4.根据权利要求3所述的高速双三相永磁同步电机的二自由度谐波电流控制方法，其特征在于，步骤三中两个广义二阶系统的控制器传递函数分别为基波同步旋转坐标系下的控制器传递函数和谐波反同步旋转坐标系下的控制器传递函数两个控制器传递函数的表达式分别如下：

其中，和为基波同步旋转坐标系下的两个增益系数，和为谐波反同步旋转坐标系下的两个增益系数，ω_1dq和ω_1zr分别为基波同步旋转坐标系和谐波反同步旋转坐标系下的谐振频率。