[发明专利]一种永磁同步电机电流干扰抑制的自抗扰控制方法及装置

权利要求书

1.一种永磁同步电机电流干扰抑制的自抗扰控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：基于永磁同步电机在d、q坐标系下的数学模型，对电流的集总扰动进行建模，得到d、q轴电流的微分方程，并建立d、q轴电流的扩张系统方程；

步骤2：构建基于准广义积分器的级联扩张状态观测器，获得观测器输出的d、q轴电流第一级联层和第二级联层扰动分量，将两级扰动分量相加作为集总扰动；

步骤3：基于反馈控制建立自抗扰控制律，将步骤2得到的集总扰动通过控制律进行补偿，得到电流干扰抑制后的参考电压。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机电流干扰抑制的自抗扰控制方法，其特征在于，步骤1包括：

在忽略电机铁芯饱和、涡流和磁滞损耗的条件下，其定子电压方程表示如下：

式中，ψ_d＝ψ_f+L_di_dc和ψ_q＝L_qi_qc分别代表定子磁链的d轴和q轴分量；i_dc、i_qc和u_dv、u_qv分别代表d轴和q轴的定子电流和电压；L_d和L_q分别代表定子绕组的d轴和q轴电感，R₁代表定子一相电阻，n_p为电机极对数，ω_m是电机的机械角速度，ψ_f是永磁体磁链；对于表贴式永磁同步电机，交直轴磁路基本对称，因此L_d＝L_q＝L_s；

根据(1)，得到d、q轴电流的微分方程为：

根据(2)中的微分方程，对dq轴扰动进行建模如下：

式中，f_d和f_q分别是dq轴集总扰动，f_di和f_qi分别是dq轴内部参数摄动；此外，和项分别包含了dq轴的6k次电流谐波，k是非零的自然数，和分别代表dq轴的参考电压；

根据(3)和(4)，对状态进行扩张，令x₁＝i_qc,x₂＝f_q,和得到扩张系统方程为：

3.根据权利要求2所述的永磁同步电机电流干扰抑制的自抗扰控制方法，其特征在于，步骤2包括：

针对步骤1所得到的扩张系统方程，设计基于准广义积分器的级联扩张状态观测器QGI-CESO，它包括第一级联层扩张状态观测器QGI-CESO1和第二级联层扩张状态观测器QGI-CESO2，具体设计为如下形式：

QGI-CESO1：

QGI-CESO2：

式中，β₁₁、β₁₂、β₂₁和β₂₂代表观测器增益系数，z₁₁和z₁₂分别为两个级联层对x₁的观测值，z₁₂和z₂₂分别为两个级联层对集总扰动x₂的部分观测值，d_ac代表提取到的电流谐波，m₁是中间变量，v_c是截止频率，k_r是广义积分器增益，ω_h是广义积分频率；

观测器的增益系数通过传统带宽法进行整定，β₁₁、β₁₂、β₂₁和β₂₂整定为：

于是，根据(6)和(7)，所设计的QGI-CESO观测的集总扰动表示为：