[发明专利]基于自主学习的内置式永磁同步电机弱磁曲线跟踪方法及装置

权利要求书

1.基于自主学习的内置式永磁同步电机弱磁曲线跟踪方法，其特征在于包括以下步骤：

M1，设定预设电压界限值、门限值Slim以及零时刻角度值；

M2，角度解算单元读取同步电机的d轴电流i_d与q轴电流i_q，角度解算单元计算i_d对i_q比值，并对此比值做反正切变换计算得到当前电流角度；

M3，高频注入单元读取由角度解算单元计算出的电流角度并使其与高频分量sin_omega_h叠加，重新计算虚拟电流值i_{d_h}和i_{q_h}；

M4，虚拟转矩解算单元读取同步电机直轴电压V_d、交轴电压V_q、转速w_mech，同时读取由高频注入单元计算出的虚拟电流值i_{d_h}和i_{q_h}和同步电机电机d轴电流i_d与q轴电流i_q，根据计算公式：

计算虚拟转矩T_{e_h}，其中R为电机本体电枢绕组，其值为电机断路情况下两相之间阻值的1/2；

M5，虚拟转矩T_{e_h}值输入至带通滤波器得到信号Te_h_fil；

M6，信号Te_h_fil于高频分量sin_omega_h相乘并进行带通滤波，得到转矩对角度的导数值S；

在所述的步骤M2前还设有以下步骤：

PM1，电流给定计算器读取d轴电流i_d并判断电流值是否大于零，读取q轴电流i_q并判断电流值是否大于零，若均大于零则判断通过反之不通过，判断不通过则结束此流程，通过则执行步骤PM2；

PM2，检测同步电机转动角度值，并判断前端电压幅值与母线电压的比值是否已经到达电压限制，如果达到电压限制则记录当前电流与角度值，否则执行步骤M2；

PM3，读取步骤M6中的转矩对角度的导数值S，判断转矩对角度的导数值S是否小于预设Slim，若小于Slim则跳转至步骤PM4，否则跳转至步骤PM5；

PM4，对d轴电流i_d减去固定操作值1，对q轴电流i_q减去固定操作值1，并执行步骤PM1；PM5，使转矩对角度的导数值S输入至PI调节器，由PI调节器计算得到补偿现有角度用的控制量；

PM6，通过补偿现有角度用的控制量更新现有角度值，跳转至步骤PM2。

2.根据权利要求1所述的基于自主学习的内置式永磁同步电机弱磁曲线跟踪方法，其特征在于，在所述的步骤M3包括以下子步骤：

A1，由波形发生器生成高频分量sin_omega_h；

A2，角度解算单元计算出的电流角度与高频分量sin_omega_h进行叠加得到中间值βsum；

A3，分别计算βsum的正弦值与余弦值得到中间值sinβsum和cosβsum；

A4，读取d轴电流i_d与q轴电流i_q并执行以下计算公式：

计算得到总电流Ia，其中i_d带入公式中的u_[1]，i_q带入公式中的u_[2]；

A5，中间值cosβsum与总电流Ia相乘得到虚拟电流值i_{q_h}；

A6，对中间值sinβsum求反并与总电流Ia相乘得到虚拟电流值i_{d_h}。

3.基于自主学习的内置式永磁同步电机弱磁曲线跟踪装置适用于权利要求1所述的基于自主学习的内置式永磁同步电机弱磁曲线跟踪方法，其特征在于，包括：

被控同步电机，与主控单元、角度解算器以及电压限制比较模块电连接；

主控单元，用于储存电流与角度值、交换各单元数据以及控制电机运转，与被控同步电机、电流比较器、电压限制比较模块、自主学习导数观测器以及PI调节模块电连接；

电流比较器，用于比较d轴与q轴电流是否都大于零，与被控同步电机以及主控单元电连接；角度解算模块，设置在被控同步电机上，用于计算同步电机角度，与主控单元以及自主学习导数观测器电连接；

电压限制比较模块，采集端一与直流母线电连接，采集端二与同步电机端子电连接，输出端与主控单元电连接；

自主学习导数观测器，用于计算虚拟转矩对角度导数，与角度解算模块、PI调节模块以及主控单元电连接；

PI调节模块，用于从虚拟转矩对角度导数计算补偿角度用电机控制量，与自主学习导数观测器以及主控单元电连接。