[发明专利]一种面贴式永磁同步电机无位置传感器直接转矩控制方法

权利要求书

1.一种面贴式永磁同步电机无位置传感器直接转矩控制方法，其特征在于包括如下具体步骤：

步骤（1）：使用无位置传感器复合控制算法以估算转子位置和转速当所述转速大于预设的临界转速时使用新型滑模观测器算法来估算转子位置当所述转速小于所述预设的临界转速时采用脉振高频电压信号注入法来估算转子位置

步骤（2）：检测面贴式永磁同步电机的三相电流i_a、i_b和i_c，实现转矩闭环控制，具体包括如下步骤：

步骤（21）：检测所述面贴式永磁同步电机的三相电流i_a、i_b和i_c，经低通滤波器滤波后，再经过Clarke变换得到αβ坐标系下的电流i_α、i_β，经过Park变换得到d_q坐标系下的电流i_d、i_q；

步骤（22）：利用估算的所述转子位置结合步骤（21）中得到的i_α和i_β，计算出当前定子磁链幅值ψ_s、相位角ρ_s以及转矩T_e；

步骤（23）：将给定转矩T_e^*与步骤（22）中计算得到的T_e相减，经过PI调节器后得到转矩角差Δδ；

步骤（24）：计算定子磁链给定参考值ψ_sref；

步骤（25）：将步骤（22）得到的定子磁链幅值ψ_s和相位角ρ_s、步骤（24）得到的定子磁链给定参考值经过预期电压调制以得到u_α和u_β；

步骤（3）：在转子旋转d_q坐标系的d轴上输入高频电压信号将该高频电压信号经Park逆变换得到和与当前预期电压u_α和u_β分别相加，共同作为αβ轴电压给定值u_α^*和u_β^*，进行空间矢量脉宽调制SVPWM控制，以驱动面贴式永磁同步电机，其中，V_inj定义为高频电压信号的幅值，定义为高频电压信号的角频率；

步骤（4）：用给定转速ω_e^*减去步骤（1）中利用无位置传感器复合控制算法得到的估算转速后，送入转速环PI调节器，进行转速闭环控制。

2.如权利要求1所述一种面贴式永磁同步电机无位置传感器直接转矩控制方法，其中步骤（1）中所述新型滑模观测器算法估算转子位置具体还包括如下处理：

步骤（11）：使用反电势观测器替代传统滑模观测器中低通滤波器；

步骤（12）：使用Lyapunov定理分析步骤（11）中所述反电势观测器的稳定性；

步骤（13）：构造新型滑模观测器以估算转子位置即采用sigmoid函数代替开关函数，削弱系统的抖振；并结合反电势反馈增益系数的自适应算法，通过该系数的自适应调节提高低速时转子位置估算的精确度；

步骤（14）：分析验证步骤（13）中构造的新型滑模观测器的稳定性以及反馈增益系数自适应律。

3.如权利要求1所述一种面贴式永磁同步电机无位置传感器直接转矩控制方法，其中步骤（1）中所述脉振高频注入法估算转子位置具体如下：

将q轴电流通过带通滤波器BPF得到高频电流信号，然后利用sinω_ht信号对所述高频电流信号进行解调，以提取高频电流中与半差高频电感有关的电流分量，再经低通滤波器LPF滤波；

当转子位置估算误差角时，则认为所述电流分量与成正比，则利用所述电流分量来构造龙贝格观测器，从而估算出转子位置和转速，通过调节龙贝格观测器的参数使转子位置估算误差趋于零，则转子的估算转子位置会收敛于实际位置角θ；

通过调节增益K_d和K_p来调节龙贝格观测器的动态性能，通过增加积分增益K_i来改善龙贝格观测器的抗扰动和稳态性能。