[发明专利]一种永磁轮毂电机转矩脉动抑制方法

权利要求书

1.一种永磁轮毂电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：基于同步旋转坐标系建立永磁轮毂电机数学模型如下：

在上述公式中，u_d、u_q分别为永磁轮毂电机定子电压在旋转坐标系下的直轴分量和交轴分量；i_d、i_q分别是定子电流的直轴分量和交轴分量；R是定子电阻；ψ_d、ψ_q分别是永磁体的直轴磁链和交轴磁链；ω_e是转子的电角速度；

S2：另i_d＝0，则d轴电流内环的输入i_dref为0；

S3：速度环PI控制器作为系统外环，接收转速指令与电机反馈转速的差值，经过PI调节输出q轴电流指令i_qref给q轴电流内环；

S4：所述d轴电流内环和所述q轴电流内环经过PI控制器调节分别输出直轴和交轴的电压分量u_d、u_q；

S5：经过反Park变换和SVPWM算法得到6路高频开关信号输入到三相逆变器，并由所述三相逆变器对输入的直流电压经过逆变后输出对称的三相正弦交流电压到永磁轮毂电机的三相出线端；

S6：由电流传感器采集电机的三相电流；

S7：由角度传感器采集电机转子的实时位置；

S8：依次经过Clark变换和Park变换得到直轴和交轴的电流分量i_dfdk和i_qfdk反馈到电流环PI控制器以形成闭环控制。

2.根据权利要求1所述的永磁轮毂电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，还包括对q轴电流环PI控制器进行补偿的步骤：通过电流误差迭代学习控制器接收q轴电流指令和电机输出q轴电流反馈的电流差值信号，经过迭代学习控制运算，输出电流误差补偿信号i_qcomp1至q轴电流环PI控制器。

3.根据权利要求2所述的永磁轮毂电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述电流误差迭代学习控制器的数学模型如下：

其中，表示表示第(i+1)次迭代循环q轴电流的补偿值，表示第i次迭代循环q轴电流的补偿值，e_i表示第i次迭代循环q轴电流指令与反馈的误差；α为滤波系数，β为学习律。

4.根据权利要求1所述的永磁轮毂电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，还包括对q轴电流环PI控制器进行补偿的步骤：通过负载转矩观测器接收q轴电流指令和电机输出的速度反馈值，经过状态观测，输出观测转速和观测转矩，并根据负载转矩与q轴电流的关系：

T_obs为在稳态时系统观测到的负载转矩，p_n为永磁轮毂电机的极对数，ψ_f为永磁体磁链；

负载转矩观测器将输出的观测转矩经上式增益后得到补偿电流i_qcomp2输出给q轴电流环PI控制器。

5.根据权利要求4所述的永磁轮毂电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述负载转矩观测器的数学模型如下：

其中ω_m为电机的机械角速度；J为转动惯量；T_e为电磁转矩；T_l为负载转矩；B为阻尼系数。

6.根据权利要求5所述的永磁轮毂电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，提高采样频率，并设定一个采样周期内负载转矩T_l是一个定值，即：

以q轴电流给定和电机输出转速ω_m为输入变量，以观测转速负载转矩T_l作为输出变量。

7.根据权利要求1所述的永磁轮毂电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，还包括对q轴电流环PI控制器进行补偿的步骤：通过电流误差迭代学习控制器接收q轴电流指令和电机输出q轴电流反馈的电流差值信号，经过迭代学习控制运算，输出电流误差补偿信号i_qcomp1至q轴电流环PI控制器；

通过负载转矩观测器接收q轴电流指令和电机输出的速度反馈值，经过状态观测，输出观测转速和观测转矩，并根据负载转矩与q轴电流的关系：

T_obs为在稳态时系统观测到的负载转矩，p_n为永磁轮毂电机的极对数，ψ_f为永磁体磁链；

负载转矩观测器将输出的观测转矩经上式增益后得到补偿电流i_qcomp2输出给q轴电流环PI控制器。