[发明专利]一种自主学习的永磁同步电机MTPA曲线跟踪方法及装置

权利要求书

1.一种自主学习的永磁同步电机MTPA曲线跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：电流幅值、电流角度值初始化；

S2：更新当前电流幅值；

S3：角度计算器根据PI调节器输出的角度补偿量与当前电流角度值相加得到最新电流角度值，当前电流角度更新为该最新电流角度值；

S4：自主学习导数观测器通过扰动观测法计算出当前转矩对当前电流角度的导数；

S5：误差判断器判断导数是否在设定的范围内，如果是则执行步骤S6，否则执行步骤S7；

S6：当前电流幅值增加10A，跳转至步骤S2；

S7：PI调节器根据导数计算出角度补偿量并输出到角度计算器，跳转至步骤S3。

2.根据权利要求1所述的一种自主学习的永磁同步电机MTPA曲线跟踪方法，其特征在于，所述自主学习导数观测器包括角度解算单元、高频注入单元、虚拟转矩解算单元和导数解算单元，所述步骤S4包括以下步骤：

S41：角度解算单元以当前d轴电流给定值id和当前q轴电流给定值iq为输入，通过求取其比值的反正切得到当前电流角度；

S42：高频注入单元在角度解算单元的基础上叠加一个高频分量sin_omega_h，计算出虚拟d轴电流值id_h、虚拟q轴电流值iq_h；

S43：虚拟转矩解算单元利用高频注入单元所得到的虚拟d轴电流值id_h、虚拟q轴电流值iq_h，与当前d轴电流给定值id和当前q轴电流给定值iq、直轴电压Vd、交轴电压Vq、电机转速w_mech、电机绕组阻值R一起解算出虚拟转矩Te_h，计算公式为：

S44：导数解算单元包括带通滤波器F1、乘法器M1以及低通滤波器F2，虚拟转矩Te_h经过带通滤波器F1得到信号Te_h_fil，信号Te_h_fil与高频分量sin_omega_h通过乘法器M1相乘，进而经过低通滤波器F2得到当前转矩对当前电流角度的导数。

3.根据权利要求1所述的一种自主学习的永磁同步电机MTPA曲线跟踪方法，其特征在于，所述步骤S2还包括以下步骤：如果当前电流幅值达到设定值，程序结束。

4.根据权利要求1所述的一种自主学习的永磁同步电机MTPA曲线跟踪方法，其特征在于，所述步骤S1中电流幅值初始化后的初始值为0，电流角度值初始化后的初始值为0。

5.一种自主学习的永磁同步电机MTPA曲线跟踪装置，其特征在于，包括：

电流更新模块(1)，用于更新当前电流幅值；

角度计算器(2)，用于根据PI调节器输出的角度补偿量与当前电流角度值相加得到最新电流角度值，并将当前电流角度更新为该最新电流角度值；

自主学习导数观测器(3)，用于通过扰动观测法计算出当前转矩对当前电流角度的导数；

误差判断器(4)，用于判断自主学习导数观测器计算出的导数是否在设定的范围内，如果是则输出触发信号到电流调整模块，否则将导数输出到PI调节器；

电流调整模块(5)，用于在接收到误差判断器输出的触发信号时增大电流幅值；

PI调节器(6)，用于根据误差判断器输出的导数计算出角度补偿量并输出到角度计算器。

6.根据权利要求5所述的一种自主学习的永磁同步电机MTPA曲线跟踪装置，其特征在于，所述自主学习导数观测器包括：

角度解算单元(7)，用于根据当前d轴电流给定值id和当前q轴电流给定值iq计算出当前电流角度；

高频注入单元(8)，用于在角度解算单元的基础上叠加一个高频分量sin_omega_h，计算出虚拟d轴电流值id_h、虚拟q轴电流值iq_h；

虚拟转矩解算单元(9)，用于根据高频注入单元所得到的虚拟d轴电流值id_h、虚拟q轴电流值iq_h，与当前d轴电流给定值id和当前q轴电流给定值iq、直轴电压Vd、交轴电压Vq、电机转速w_mech、电机绕组阻值R一起解算出虚拟转矩Te_h；

导数解算单元(10)，包括带通滤波器F1、乘法器M1以及低通滤波器F2，虚拟转矩Te_h经过带通滤波器F1得到信号Te_h_fil，信号Te_h_fil与高频分量sin_omega_h通过乘法器M1相乘，进而经过低通滤波器F2得到当前转矩对当前电流角度的导数。