[发明专利]一种无轴承同步磁阻电机无传感器控制器及其控制方法

权利要求书

1.一种无轴承同步磁阻电机无传感器控制器，其特征是：由电流采样和转换单元（4）、最小二乘支持向量机预测模型（5）、线性闭环控制器（6）和并联的第一、第二扩展的电流滞环PWM逆变器（2、3）组成，线性闭环控制器（6）由1个转速控制器（63）和2个径向位置控制器（61、62）组成，2个径向位置控制器（61、62）分别串接于第一扩展的电流滞环PWM逆变器（2）之前，1个转速控制器（63）串接于第二扩展的电流滞环PWM逆变器（3）之前；第一、第二扩展的电流滞环PWM逆变器（2、3）分别串接于无轴承同步磁阻电机（1）的悬浮力绕组子系统（11）、转矩绕组子系统（12）之前；第一、第二扩展的电流滞环PWM逆变器（2、3）的输出分别连接电流采集和转换单元（4）的输入，电流采集和转换单元（4）的输出连接最小二乘支持向量机预测模型（5），最小二乘支持向量机预测模型（5）输出预测信号，预测信号分别与无轴承同步磁阻电机（1）给定参考值比较后输入线性闭环控制器（6）。

2.根据权利要求1所述的一种无轴承同步磁阻电机无传感器控制器，其特征是：所述电流采集和转换单元（4）由并联的第一路采集转换转矩绕组电流单元和第二路采集转换悬浮力绕组单元组成，第一路采集转换转矩绕组电流单元由第一霍尔电流传感器（41）、第三Clark变换（43）、第三Park变换（45）依次串接组成；第二路采集转换悬浮力绕组单元由第二霍尔电流传感器（42）、第四Clark变换（44）、第四Park变换（46）依次串接组成；第一、第二扩展的电流滞环PWM逆变器（2）的输出分别连接第一、第二霍尔电流传感器（41、42）。

3.根据权利要求1所述的一种无轴承同步磁阻电机无传感器控制器，其特征是：所述支持向量机预测模型（5）由2个最小二乘支持向量机2阶预测模型（51、52）和1个最小二乘支持向量机1阶预测模型（53）组成，是由内积函数定义的非线性变换将输入向量映射到高维特征空间的模型，且由采集的系统输入输出数据处理后得到的原始训练样本集、并依据最小二乘支持向量机的辨识学习能力对训练样本集进行离线训练得到。

 4. 一种权利要求1所述的无轴承同步磁阻电机无传感器控制器的控制方法，其特征是具有如下步骤：

A、由第一扩展的电流滞环PWM逆变器（2）的输出电流i_1U，i_1V，i_1W输入悬浮力绕组子系统（11），作为三相悬浮力绕组子系统（11）的驱动控制电流，由第二扩展的电流滞环PWM逆变器（3）的输出电流i_2U，i_2V，i_2W输入转矩绕组子系统（12），作为三相转矩绕组子系统（12）的驱动控制电流；

 

B、由电流采样和转换单元（4）的第一、第二霍尔电流传感器（41、42）分别采集所述输出电流i_1U，i_1V，i_1W和i_2U，i_2V，i_2W，生成最小二乘支持向量机预测模型（5）的输入电流i_d，i_q，i_x，i_y；

C、最小二乘支持向量机预测模型（5）根据该输入电流i_d，i_q，i_x，i_y输出无轴承同步磁阻电机（1）的预测转速量w₁和预测径向位移量x₁、y₁；

D、最小二乘支持向量机预测模型（5）将输出的预测径向位移量x₁、y₁和预测转速量ω₁分别与无轴承同步磁阻电机（1）的给定径向位移量x^*、y^*和给定转速量ω^*作差比较，比较结果作为线性闭环控制器（6）的输入信号；

E、线性闭环控制器（6）根据比较结果产生悬浮力绕组的控制电流分量参考值i_x^*和i_y^*、转矩绕组的控制电流分量参考值i_d^*和i_q^*这4个电流控制信号，将这4个电流信号输入到第一、第二扩展的电流滞环逆变器（2、3），分别产生悬浮力绕组子系统（11）的输入电流                                               、和、转矩绕组子系统（12）的输入电流、和，由转矩绕组子系统（12）输出转速量w，由悬浮力绕组子系统（11）输出径向位移量x、y，实现对无轴承同步磁阻电机无传感器控制。