[发明专利]一种永磁交流伺服系统电流环带宽扩展方法

权利要求书

1.一种永磁交流伺服系统电流环带宽扩展方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)定义电机驱动相序；

2)判断电流环响应是否有效；

3)对有效的电流环响应进行t＝k时刻的电流采样并计算PWM占空比，同时得到永磁交流伺服系统的微处理器的计算时间T_cal；

4)根据空间矢量脉宽调制原理，计算零电压矢量的作用时间，通过判断微处理器的计算时间T_cal和零矢量的作用时间阈值T_lim的关系，确定电流采样和PWM占空比更新方式：当计算时间T_cal小于等于零矢量的作用时间阈值T_lim时，采用电流采样计算后即时更新PWM的方式；当计算时间T_cal大于零矢量的作用时间阈值T_lim时，采用双次电流采样双次更新PWM的方式；更新方式确定后进行PWM占空比的更新；

5)PWM占空比更新后，进行t＝k+1时刻的电流环响应，重复步骤2)～5)。

2.根据权利要求1所述的一种永磁交流伺服系统电流环带宽扩展方法，其特征在于：所述的零矢量的作用时间阈值T_lim满足：

T_lim＝T_0min+T_v

式中，T_0min为零矢量作用时间的最小值；T_v为时间裕量，根据实际工况确定。

3.根据权利要求2所述的一种永磁交流伺服系统电流环带宽扩展方法，其特征在于：所述的零矢量作用时间的最小值T_0min满足：

式中，T_c为三角载波周期；U_ref为参考电压矢量；U_dc为直流母线电压。

4.根据权利要求3所述的一种永磁交流伺服系统电流环带宽扩展方法，其特征在于：所述的零矢量作用时间的最小值T_0min，具体计算步骤如下：

参考电压矢量U_ref处于由U₄和U₆两个基本电压矢量之间的扇区内，得到以下方程：

式中，T_c为三角载波周期；T₄为U₄电压矢量的作用时间；T₆为U₆电压矢量的作用时间；T_z为零电压矢量的作用总时间；

在两相静止坐标系αβ中，各电压矢量及其分量具有如下关系：

式中θ为U_ref和U₄之间的夹角；

由于所有的基本空间矢量的模值均为2U_dc/3，即|U₄|＝|U₆|＝2U_dc/3，可以得到各矢量的状态保持时间为：

式中U_dc为直流母线电压；

由于两个零电压矢量v₀和v₇的作用时间相同，各占一半，由此可得，零电压矢量的作用时间T₀为：

将式(1)和式(3)代入式(4)，可得：

在参考电压矢量幅值|U_ref|确定的情况下，当θ＝π/6时，零矢量的作用时间取最小值为：

5.根据权利要求1所述的一种永磁交流伺服系统电流环带宽扩展方法，其特征在于：当计算时间T_cal小于等于零矢量的作用时间阈值T_lim时，采用即时更新方式，具体为：在每个载波周期的起点和中点进行电流采样和计算，计算得到新的PWM占空比之后，立即更新输出。

6.根据权利要求1所述的一种永磁交流伺服系统电流环带宽扩展方法，其特征在于：当计算时间T_cal大于零矢量的作用时间阈值T_lim时，采用双次采样双次更新方式，具体为：在每个载波周期的起点和中点进行电流采样和计算，由k时刻采样电流计算出的PWM占空比，到k+1时刻再进行更新输出。