[发明专利]一种抑制位置脉动观测误差的永磁同步电机转子位置观测系统及其观测方法

摘要

一种抑制位置脉动观测误差的永磁同步电机转子位置观测系统及其观测方法，属于电机控制领域。它为解决现有逆变器非线性补偿和电感精确建模方法都不能有效地减小6次谐波的问题。本观测器包括反电动势估测器、基于二阶广义积分器的多指定谐波消除装置和正交锁相环，该观测方法为首先通过模型法获得反电动势估测信息，然后进行基于二阶广义积分器的多指定谐波消除算法的信号处理，进行反电动势5次、7次谐波检测、补偿、进而消除转子位置观测值中6次谐波脉动误差，最后通过正交锁相环获得转子位置观测值。本发明用于消除适用于中高速无位置传感器永磁同步电机控制技术模型法中6次转子脉动误差的消除方法中。

主权项

1.一种抑制位置脉动观测误差的永磁同步电机转子位置观测系统，其特征在于，它包括反电动势估测器（1）、基于二阶广义积分器的多指定谐波消除装置（2）和正交锁相环（3）；反电动势估测器（1）包括两个比例积分单元、五个减法器单元、一个加法器单元、四个比例增益单元、两个乘法器单元、两个带系数1/L_d积分单元1/L_ds和两个反相器单元；所述反电动势估测器（1）上分别设置有两相静止坐标下α轴的定子电压输入端口、β轴的定子电压输入端口、α轴的定子电流i_α输入端口、β轴的定子电流i_β输入端口和转子角速度观测值输入端口；所述四个比例增益单元分别为两个增益为L_d-L_q的比例增益单元和两个增益为R的比例增益单元；所述第一个减法器单元的α轴定子电流信号i_α输入端即为反电动势估测器（2）的α轴定子电流信号i_α输入端，且所述α轴定子电流信号i_α作为第一个减法器单元的被减数；所述第一个带系数1/L_d积分单元1/L_ds的α轴定子电流观测信号输出端与第一个减法器单元的α轴定子电流观测信号输入端连接，作为第一个减法器单元的减数；所述第一个减法器单元的α轴定子电流观测误差信号输出端与第一个比例积分单元k_p+k_i/s的输入端连接；所述第一个比例积分单元k_p+k_i/s的α轴反电动势估测信号反相值输出端与第二个减法器单元的一号输入端连接；所述第一个增益为R的比例增益单元输入端信号即为第一个带系数1/L_d积分单元1/L_ds的α轴定子电流观测信号输出信号；所述第一个增益为R的比例增益单元的α轴定子电阻压降估测值输出信号与所述第二个减法器单元的三号输入端连接，且作为所述第二个减法器单元的减数；所述第一个反相器单元的输入端与所述第一个比例积分单元k_p+k_i/s的α轴反电动势估测信号反相值输出端连接，所述第一个反相器单元的输出端即为定子α轴反电动势估测信号所述第三个减法器单元的α轴定子给定电压输入端即为所述反电动势估测器（2）的α轴定子给定电压输入端，且作为所述第三个减法器单元的被减数；所述第三个减法器单元的输出端与所述第二个减法器单元的二号输入端连接，与所述第二个减法器单元的一号输入端信号相加之和作为所述第二个减法器单元的被减数；所述一号乘法器单元的一个输入端信号即为所述反电动势估测器（1）的转子角速度估测值输入端信号，所述一号乘法器单元的另一个输入端信号即为所述反电动势估测器（1）的β轴的定子电流i_β输入端信号；所述第一个增益为L_d-L_q的比例增益单元的输入端信号即为一号乘法器单元的输出端信号，所述第一个增益为L_d-L_q的比例增益单元的输出端信号与所述第三个减法器单元的输入端连接，且作为所述第三个减法器单元的减数；所述第四个减法器单元的β轴的定子电流i_β输入信号即为所述反电动势估测器（2）的β轴的定子电流i_β输入信号；所述第二个带系数1/L_d积分单元1/L_ds的β轴定子电流估测信号与所述第四个减法器单元的输入端连接，且作为所述第四个减法器单元的减数；同时所述第二个带系数1/L_d积分单元1/L_ds的β轴定子电流估测信号与所述第二个增益为R的比例增益单元的输入端连接；所述第二个比例积分单元k_p+k_i/s的β轴定子电流观测误差信号输入端即为所述第四个减法器单元的β轴定子电流观测误差输出端信号；所述第五个减法器单元的一号输入端与所述第二个比例积分单元k_p+k_i/s的β轴定子反电动势估测信号的反相值输出端连接，所述第五个减法器单元的二号输入端与所述第二个增益为R的比例增益单元的β轴定子电阻压降输出端连接，且作为所述第五个减法器单元的减数；所述二号乘法器单元的一个输入端信号即为所述反电动势估测器（1）的转子速度观测值输入端信号，所述二号乘法器单元的另一个输入端信号即为所述反电动势估测器（1）的α轴的定子电流i_α输入端信号；所述第二个增益为L_d-L_q的比例增益单元的输入端信号即为二号乘法器单元的输出端信号，所述第二个增益为L_d-L_q的比例增益单元的输出端信号与所述加法器单元的一号输入端连接；所述加法器单元的二号输入端即β轴的定子给定电压信号也即为所述反电动势估测器（1）的β轴的定子给定电压输入端，所述加法器单元的输出端与所述第五个减法器单元的三号输入端连接，且与所述第二个比例积分单元k_p+k_i/s的β轴定子反电动势估测信号的反相值输出信号相加作为所述第五个减法器单元的被减数；所述第二个反相器单元的输入端与所述第二个比例积分单元k_p+k_i/s的β轴定子反电动势估测信号的反相值输出端连接，所述第二个反相器单元的输出端即为所述反电动势估测器（2）的β轴的估测反电动势输出端；所述反电动势估测器（1）的α轴估测反电动势信号输出端连接基于二阶广义积分器的多指定谐波消除装置（2）的α轴估测反电动势信号输入端；所述反电动势估测器（1）的β轴估测反电动势信号输出端连接基于二阶广义积分器的多指定谐波消除装置（2）的β轴估测反电动势信号输入端；所述基于二阶广义积分器的多指定谐波消除装置（2）的α轴反电动势基波成分输出端与正交锁相环（3）的α轴反电动势基波成分的输入端连接；所述基于二阶广义积分器的多指定谐波消除装置（2）的β轴反电动势基波成分输出端与正交锁相环（3）的β轴反电动势基波成分的输入端连接；所述正交锁相环（3）分别输出转子角速度观测值和转子位置观测值