[发明专利]基于LPV观测器的永磁同步电机无传感器反推控制方法

权利要求书

1.基于LPV观测器的永磁同步电机无传感器反推控制方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、通过系统参数在线辨识方法获得永磁同步电机参数样本信息；

步骤2、将步骤1中的参数进行整理，选取电机转子机械角速度作为调度参数，并建立永磁同步电机d-q坐标系下的LPV矢量模型；

步骤3、设计LPV观测器，实现电机转子机械角速度和d轴电流的观测与变量重构；

步骤4、以电机q轴电流输出、重构角速度以及重构d轴电流作为控制输入量，将系统分解为多个子系统并采用反推控制策略设计控制器，作为永磁同步电机的控制器。

2.如权利要求1所述的基于LPV观测器的永磁同步电机无传感器反推控制方法，其特征是，步骤1中，在永磁同步电机实际运行工况环境下收集相关参数样本信息，用最小二乘辨识算法辨识电机参数，所述参数包括永磁同步电机定子电阻、定子电感、转动惯量以及粘滞摩擦系数。

3.如权利要求1所述的基于LPV观测器的永磁同步电机无传感器反推控制方法，其特征是，步骤2根据力学原理与电路原理，以d-q轴电流i_d、i_q，电机转子机械角速度ω作为系统状态变量，q轴电流i_q作为可测得系统输出，负载转矩T_l作为外部扰动，建立永磁同步电机d-q坐标系下的矢量模型；提取模型中机械角速度ω作为调度参数，再建立永磁同步电机d-q坐标系下的LPV矢量模型，获得系统LPV结构的状态空间方程。

4.如权利要求1所述的基于LPV观测器的永磁同步电机无传感器反推控制方法，其特征是，步骤3的LPV观测器是在永磁同步电机的LPV矢量模型的基础上，利用线性矩阵不等式的处理方法设计的。

5.如权利要求1所述的基于LPV观测器的永磁同步电机无传感器反推控制方法，其特征是，步骤4的控制器设计，采用d轴电流i_d＝0的矢量控制策略。

6.如权利要求3所述的基于LPV观测器的永磁同步电机无传感器反推控制方法，其特征是，步骤3进行LPV观测器设计与变量重构包括以下步骤：

(1)针对步骤2建立的永磁同步电机数学LPV矢量模型，进行能观性结构分解；

(2)对不可测子系统，构造LPV观测器，并建立动态观测误差系统和其中是转速误差子系统，是d轴电流误差动态子系统；

(3)应用Lyapunov稳定性原理和线性矩阵不等式处理方法，获得LPV观测器设计及其求解方法；

(4)利用LPV观测器对不可测变量进行变量重构，其中为重构角速度，为观测器重构d轴电流。

7.如权利要求3所述的基于LPV观测器的永磁同步电机无传感器反推控制方法，其特征是，步骤4在步骤3获得重构变量基础上，进行跟踪控制器设计，步骤如下：

(1)给定期望转速输出ω^*，定义转速跟踪误差结合电机转速动力学观测方程，考虑转速误差动态子系统其中为重构角速度；

(2)针对转速误差子系统选取合适Lyapunov函数及虚拟q轴电流函数i_q^*，结合线性矩阵不等式处理方法，使得该子系统渐近稳定；

(3)定义q轴电流跟踪误差及相应的q轴电流误差动态子系统选取合适Lyapunov函数及q轴定子电压函数使q轴电流误差动态子系统渐近稳定，其中q轴电流i_q由系统直接测得；

(4)设定d轴理想电流定义d轴电流跟踪误差结合d轴电流动力学观测方程，考虑d轴电流误差动态子系统其中为观测器重构d轴电流；

(5)选取合适Lyapunov函数及d轴定子电压函数使子系统渐近稳定。