[发明专利]一种双三相永磁同步电机缺相故障容错控制方法和系统

权利要求书

1.一种双三相永磁同步电机缺相故障容错控制方法，其特征在于，对于转矩平面电流的控制包括以下步骤：

S1.对转矩平面数学模型考虑模型扰动和外部扰动，建立包含扰动项的简化数学模型；

S2.将考虑扰动的数学模型中的dq轴电流以及对应轴的扰动量作为系统状态变量分别设计扩张状态观测器ESO，并将扩张状态观测器ESO进行离散化，利用kT时刻电流值和施加电压，得到(k+1)T时刻的电流预测值和对应轴扰动量；

S3.将(k+1)T时刻的电流预测值和扰动量代入无差拍电流预测控制方程，得到(k+1)T周期内应该施加的电压值，并通过坐标逆变换得到对应施加的相电压值；

S4.利用SPWM对每相电压进行调制，并输出相应脉冲作用信号对逆变器进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种双三相永磁同步电机缺相故障容错控制方法，其特征在于，步骤S1中建立所述转矩平面数学模型基于以下假设：

双三相永磁同步电机的磁路特性为线性，没有磁滞、磁路饱和的现象；

两套绕组相移30°，忽略绕组之间的互漏感；

转子上没有加入阻尼绕组；

定子电流和转子永磁体产生的气隙磁链都做直线分布；

UVW超前ABC绕组30°电角度，基于断相前后定子磁动势不变的原则建立简化的数学模型为：

其中u_m、u_n为引入的新旋转坐标系mn轴电压；m、n、m1和n1是与具体模型有关的系数，Laad和Laaq为dq轴主自感，Laa1为定子绕组的漏自感，id、iq分别为dq轴电流；Rs为定子电阻；ω为转子电角速度，ψ_f表示转子磁链。

3.根据权利要求2所述的一种双三相永磁同步电机缺相故障容错控制方法，其特征在于，步骤S2具体为，将mn轴电压方程中除去输入u_m和u_n以及电流导数项外的其他项均视作扰动量，得到包含扰动的数学模型为：

其中，f_d为m轴的总扰动量，f_q为n轴的总扰动量，b_e为控制量增益，b_e＝1/(3L_aa1/2+3L_aaq)。

4.根据权利要求3所述的一种双三相永磁同步电机缺相故障容错控制方法，其特征在于，离散化后的扩张状态观测器ESO为：

为故障工况下(K+1)T时刻的电流预测值和系统总扰动估计值。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种双三相永磁同步电机缺相故障容错控制方法，其特征在于，根据ESO观测出的电流和扰动预测值，下一周期施加电压计算方程为：

其中i_dref在采用i_d＝0控制方式时恒为0，i_qref为转速外环的输出值；

将u_m、u_n变换为d、q轴电压u_d、u_q。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种双三相永磁同步电机缺相故障容错控制方法，其特征在于，谐波平面采用传统PI控制器，参考电流均设为0，得到Uz1、Uz2、Uz3，再将转矩平面电压和谐波平面电压逆变换为剩余五相的相电压并通过SPWM调制方法输出至逆变器端，完成对双三相电机的容错控制。

7.一种双三相永磁同步电机缺相故障容错控制系统，其特征在于，包括：计算机可读存储介质和处理器；

所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令；

所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令，执行权利要求1至6任一项所述的双三相永磁同步电机缺相故障容错控制方法。