[发明专利]准比例谐振自适应观测器及永磁同步电机位置估算方法

权利要求书

1.一种准比例谐振自适应观测器，包括：

观测单元，用以根据电压、反电势估计值和电机转速估计值计算，以获取电流观测值；

比较单元，连接所述观测单元，用以将所述电流观测值与电流检测值进行比较，获取电流差值；

其特征在于，还包括：

准比例谐振控制单元，连接所述观测单元和所述比较单元，用以根据所述电流差值和所述电机转速估计值计算，以获取所述反电势估计值，其中，所述准比例谐振控制单元采用准比例谐振控制器，所述准比例谐振控制器采用传递函数计算获取所述反电势估计值，所述传递函数为：

其中，k_p为所述准比例谐振控制器的比例系数；k_r为所述准比例谐振控制器的积分系数；ω_c为所述准比例谐振控制器的截止频率；为所述电机转速估计值；T为采样周期；Z为离散化过程变量，即z变换算子；

准比例谐振控制器的传递函数变换为：

其中：T为采样周期；

实际操作时，将k_p在0～1之间选取，在设计k_i时，根据推导的观测器开环传递函数：

其中，R为电机绕组相电阻；L为绕组相电感，L_d＝L_q＝L；r₁+r₂＝(1+k_r/k_p)ω_c；采用零极点对消思想，令r₁＝R/L，则零极点对消后的观测器开环传递函数为：

从而：

根据转速控制精度来选取控制器带宽ω_c；

锁相环，分别连接所述观测单元和所述准比例谐振控制单元，用以根据所述反电势估计值获取所述电机转速估计值和电机转子角度。

2.根据权利要求1所述的准比例谐振自适应观测器，其特征在于，所述观测单元采用电流状态观测器。

3.根据权利要求2所述的准比例谐振自适应观测器，其特征在于，所述电流状态观测器采用下述公式计算获取所述电流观测值：

其中，R为电机绕组相电阻；L为绕组相电感；为αβ坐标系下α轴电流观测值；为αβ坐标系下β轴电流观测值；z_α为所述准比例谐振控制单元α轴的输出值，它等于α轴反电势估计值z_β为所述准比例谐振控制单元β轴的输出值，它等于β轴反电势估计值为所述电机转速估计值。

4.根据权利要求1所述的准比例谐振自适应观测器，其特征在于，所述比较单元采用比较器。