[发明专利]基于扩张状态观测器的五相容错永磁电机无位置传感器控制方法

摘要

本发明公开了一种基于扩张状态观测器的五相容错永磁电机无位置传感器控制方法，该方法将两相静止坐标系下的电流状态方程中的反电势作为干扰量，不需要通过状态变量的微分和滤波环节就可以实现扰动量的正确估计，根据观测出的反电势，利用锁相环观测器得到电机的转速和转子位置。同时基于观测器参数的选择设计一个随电机转速变化的转子位置误差补偿环节，实现基于ESO的五相容错永磁电机无位置传感器控制。本发明设计的反电势观测器，观测器增益选择方法简单，对电机转速和负载变化具有较好的自适应能力和鲁棒性，避免了滤波器的使用，可以实现五相容错永磁同步电机无位置传感器系统的可靠运行。

主权项

一种基于扩张状态观测器的新型五相容错永磁电机无位置传感器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，检测五相永磁容错电机的五相电流ia,ib,ic,id,ie，并经过5s/2s Clark变换得到两相静止坐标系下电流iα和iβ；S2，当电机启动开关处于1时，q轴给定电流为一个常数iqref；S3，当开关处于1时，通过位置角发生器产生给定的转子位置角θref，经过2s/2r Park变换得到直轴电流id和交轴电流iq；S4，直轴电流给定为0，q轴给定电流为iqref，它们与电流反馈值id和iq分别作差，差值分别经过PI控制器得到直轴电压ud和交轴电压uq；S5，利用给定或者估测出的转子位置信息，对直轴电压ud和交轴电压uq进行2r/2s反Park变换，得到的α‑β轴电压uα和uβ；S6，uα和uβ作为SVPWM模块的输入，产生10路PWM脉冲，控制五相电压源逆变器产生五相脉冲宽度变化的电压，驱动五相容错永磁电机的旋转；S7，当处于开关1采用电流闭环启动，当电机稳定运行时系统切换到开关2，将α‑β轴电压uα和uβ以及α‑β轴电流iα和iβ送入扩张状态观测器得到观测出的α‑β轴的反电势和观测出的反电势经过锁相环观测器得到观测出的位置角和电角速度S8，当开关处于2时，将给定的机械转速ω*和观测出的机械转速作差送入转速环PI控制器得到q轴给定电流给定的位置角被替换为由扩张状态观测器观测出的补偿后的位置角S9，利用观测出的位置角和转速，实现电机转速和电流的双闭环控制。