[发明专利]基于速度反馈变频跟踪的永磁同步电机的控制方法及控制系统

说明书

基于速度反馈变频跟踪的永磁同步电机的控制方法及控制系统，涉及永磁同步电机控制领域。本发明针对现有技术中的无位置传感器的永磁同步电机控制存在估算精度低的问题。本发明根据电机的相电压u_αβ、相电流i_αβ和反馈的角速度估算值得到估算的正弦曲线和余弦曲线根据估算的正弦曲线和余弦曲线得到转子的角速度估算值和位置角估计值根据所述角速度估算值位置角估计值得到驱动信号；本发明减小了电流误差，提高了估算精度，实现永磁同步电机的稳定运行。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机控制领域，特别是涉及基于速度反馈变频跟踪的永磁同步电机的控制方法即控制系统。

背景技术

PMSM具有大功率输出、低转矩脉动、效率高及容错能力强等优点，基于PMSM的驱动系统在电动汽车、船舶、航空航天等要求大功率及高可靠性的应用领域具有广阔的应用前景。PMSM矢量控制系统通常需要安装位置传感器，来检测转子位置和转速信息。但是位置传感器的使用增加了成本和体积，同时也降低了控制系统的可靠性和安全性。因此，为了提高系统可靠性，无位置传感器检测技术是一种可行的技术方案，具有重要的研究意义。PMSM无位置传感器检测技术一般分为两类：一类是利用电机转子凸极效应估算转子位置和转速，适用于低速和零速的高频注入法其估计精度与速度无关，对参数变化不敏感，但对PMSM有一定的凸极性要求。另外，必须正确选择高频干扰信号的幅度，否则会产生电磁噪声，同时，其运行范围和动态特性也受母线电压的限制；另一类是适用于中高速区域的基于电机数学模型的方法，如扩展卡尔曼滤波法、模型参考法和滑模观测器法等，其转子位置和转速的估计依赖于电机反电动势，会影响估算精度，影响永磁同步电机的稳定性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了基于速度反馈变频跟踪的永磁同步电机的控制方法即控制系统，减小了电流误差，提高了估算精度，实现永磁同步电机的稳定运行。

本发明提供了基于速度反馈变频跟踪的永磁同步电机的控制方法，包括如下步骤：

S1、根据电机的相电压u_αβ、相电流i_αβ和反馈的角速度估算值得到估算的正弦曲线sin和余弦曲线cos

S2、根据估算的正弦曲线sin和余弦曲线cos得到转子的角速度估算值和位置角估计值

S3、根据所述角速度估算值位置角估计值得到驱动信号。

进一步的，所述正弦曲线sin和余弦曲线cos的获取方法为：

S11、获取角度估算误差参数f；

S12、获取电流误差估计值

S13、将角度估算误差f、反馈的角速度估算值和电流误差估计值输入磁链观测器中，得到磁链估计值和所述磁链观测器为：

其中，和k_θ均为正增益参数，f为实际角度与估算角度产生的角度误差参数；

S14、根据带有频率跟踪的电流观测器和所述磁链观测器得到估算的正弦曲线sin和余弦曲线cos

进一步的，所述带有频率跟踪的电流观测器为：

其中，F()为FVT函数。

进一步的，所述和的获取方法包括：

S121、根据定子电流估计值得到电流变化量Δi，电流变化量Δi经PI调节得到角频率ω_f，进而得到定子电流频率f_f；

S122、将电流误差估计值输入FVT函数中，所述FVT函数为：

其中，