[发明专利]感应电机矢量控制系统中转子磁链的观测方法

权利要求书

1.一种感应电机矢量控制系统中转子磁链的观测方法，其特征在于：通过高精度电流传感器采集感应电机中的电流信号，并通过高精度电压传感器采集感应电机的电压信号，采集的电流信号和电压信号经过FPGA进行数字滤波处理，去除噪音干扰，获得三相电流值，建立感应电机矢量形式的动态数学模型，经过变换获得感应电机状态方程的矩阵形式；同时，构建全阶磁链状态观测器，采用高精度的4阶Runge-Kutta法对全阶磁链状态观测器进行离散化，将连续系统状态方程转化成适合数字计算的离散状态方程，利用DSP对离散化后的数据进行实时处理，实现转子磁链观测，并进行修正观测所得的转子磁链状态变量，在α-β坐标系下计算转子磁链分量ψ_rα和ψ_rβ，完成矢量控制的磁场定向，矢量控制的磁场定向可以由公式确定。

2.根据权利要求1所述的感应电机矢量控制系统中转子磁链的观测方法，其特征在于：感应电机矢量形式的动态数学模型为：

vs=Rsis+dψsdt---(3)]]>0=Rrir+dψrdt-jωrψr---(4)]]>

ψ_s＝L_si_s+L_mi_r    (5)           ψ_r＝L_ri_r+L_mi_s    (6)

经变换获得的感应电机状态方程矩阵形式为：

dψsαdtdψsβdtdψrαdtdψrβdt=RsLrLmLm-LsLr0-RsLmLmLm-LsLr00RsLrLmLm-LsLr0-RsLmLmLm-LsLr-RrLmLmLm-LsLr0RrLsLmLm-LsLr-ωr0-RrLmLmLm-LsLrωrRrLsLmLm-LsLrψsαψsβψrαψrβ+10010000vsαvsβ]]>

=Aψ+Bv---(7).]]>

3.根据权利要求1所述的感应电机矢量控制系统中转子磁链的观测方法，其特征在于：全阶磁链状态观测器的构建基于龙贝格观测器理论，其数学表达模型为：

dψdt=Aψ+Bv+K[isample-is]---(8)]]>

is=isαisβ-LrLmLm-LsLr0LmLmLm-LsLr00-LrLmLm-LsLr0LmLmLm-LsLrψsαψsβψrαψrβ=Cψ---(9)]]>

其中，i_sample为感应电机真实输出电流，i_s为全阶磁链状态观测器的输出，B，C为感应电机状态方程系数矩阵，K为增益反馈矩阵，起加权矩阵作用，用于修正观测所得的定转子磁链状态变量；

简化后的增益矩阵为：

K=K100K1-K200-K2---(10)]]>

采用上述简化的增益矩阵，则全阶磁链状态观测器简化为：

dψsαdtdψsβdtdψrαdtdψrβdt=RsLrLmLm-LsLr0-RsLmLmLm-LsLr00RsLrLmLm-LsLr0-RsLmLmLm-LsLr-RrLmLmLm-LsLr0RrLsLmLm-LsLr-ωr0-RrLmLmLm-LsLrωrRrLsLmLm-LsLrψsαψsβψrαψrβ+10010000vsαvsβ+K100K1-K200-K2isample‾sα-isαisample‾sβ-isβ]]>

即：

isαisβ-LrLmLm-LsLr0LmLmLm-LsLr00-LrLmLm-LsLr0LmLmLm-LsLrψsαψsβψrαψrβ---(11)]]>

上述式(11)即为构建的全阶磁链状态观测器。