[发明专利]永磁直流电机的扰动观测器

权利要求书

1.一种马达的马达控制系统，所述马达控制系统包括：

观测器模块，被配置为：

接收所述马达的输入电压信号；

从所述马达接收输出电流信号；以及

基于所述马达控制系统的电气子系统的对象模型来计算所述马达控制系统的扰动估计，将所述扰动估计计算为其中，是所述扰动估计，是反电动势常数，是马达速率，并且是电刷压降，

其中根据所述扰动估计将所述马达速率计算为：

其中，V_o和I_o是估计状态变量，并且i_a是马达电流。

2.根据权利要求1所述的马达控制系统，还包括速率模块，所述速率模块被配置为基于所述扰动估计确定所述马达的估计的马达速率。

3.根据权利要求1所述的马达控制系统，其中所述观测器模块还被配置为将所述扰动估计与所述输入电压信号相加以补偿实际扰动项，以促进前馈补偿。

4.根据权利要求1所述的马达控制系统，其中所述观测器模块将所述扰动估计计算为所述马达控制系统的所述对象模型的测量状态。

5.根据权利要求4所述的马达控制系统，其中所述观测器模块通过使用单个标量值调谐增益矩阵来计算所述扰动估计。

6.根据权利要求1所述的马达控制系统，其中所述马达是有刷式马达。

7.根据权利要求1所述的马达控制系统，还包括控制器，所述控制器使用所述马达控制系统的所述扰动估计来产生所述马达的所述输入电压信号。

8.一种用于确定马达控制系统的扰动估计的方法，所述方法由所述马达控制系统的控制模块实施，所述方法包括：

接收由所述马达控制系统控制的马达的输入电压信号；

从所述马达接收输出电流信号；以及

基于所述马达的电气子系统的对象模型来计算所述马达控制系统的所述扰动估计，所述扰动估计包括基于所述马达的反电动势的第一分量和基于所述马达两端的刷降电压的第二分量，将所述扰动估计计算为其中，是所述扰动估计，是反电动势常数，是马达速率，并且是电刷压降，

其中根据所述扰动估计将所述马达速率计算为：

其中，V_o和I_o是估计状态变量，并且i_a是马达电流。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括基于所述扰动估计来计算所述马达的马达速率估计。

10.根据权利要求9所述的方法，其中基于所述反电动势常数从所述扰动估计中提取所述马达速率。

11.根据权利要求9所述的方法，还包括将所述扰动估计与所述输入电压信号混合，以提供前馈补偿。

12.根据权利要求11所述的方法，其中将所述扰动估计添加到所述输入电压信号包括补偿实际扰动信号。

13.根据权利要求8所述的方法，其中计算所述扰动估计包括使用单个标量值来调谐观测器模块的增益矩阵，以使得来自扰动观测器模块的估计输出电流与来自所述马达的输出电流信号收敛。

14.根据权利要求8所述的方法，其中所述马达是永磁有刷式马达。