[发明专利]一种永磁同步电机的智能控制方法

说明书

本发明公开一种永磁同步电机的智能控制方法，目的在于寻找更为有效的永磁同步电机的控制的实现方案，其包括如下步骤：从电机中获得定子电压，并将定子电压输入滑模电流观测器得到估算电流，将估算电流与实际电流做差后输入至基于正弦饱和函数的反电势观测器得到估算反电势并将估算反电势经过变截止低通滤波器得到滤波电动势，根据反正切方法并基于滤波电动势得到电机的转子角度，根据微分方法和滞后补偿方法并基于滤波电动势得到转速。本发明通过基于正弦饱和函数的反电动势观测器取代开关函数来减小电机的抖振，同时还用变截止低通滤波器来进一步消除高频反电势信号，提高了可靠性，具有良好的工程意义。

技术领域

本发明涉及控制领域，具体而言，本发明涉及一种永磁同步电机的智能控制方法。

背景技术

目前永磁同步电动机运用广泛，其电机的传动系统在一般情况下需要在电动机转子轴上安装机械传感器,以测量电动机的转子速度和位置。这些机械传感器常是编码器、解算器和测速发电机。机械传感器提供电动机所需的转子信号，但也给传动系统带来了一系列问题，譬如，机械传感器增加了电动机转轴上的转动惯量,加大了电动机的空间尺寸和体积以及机械传感器使用条件如温度、湿度和振动的限制，传动系统不能广泛适应于各种场合。

部分改进方式是采用如图1所示的传统滑模控制方式，其利用滑模电流观测器得到电流估计值，然后将电流估计值和电流实际值经过开关函数后得到反电势估算值，接着反电势估算值经过低通滤波器过滤掉高频信号后得到滤除反电势，最后对滤除反电势通过反正切，也即转子速度估算，得到电机运行的转子速度，以及通过微分，也即转子位置估算，得到转子角度，当然在一些实施方式中需要对转子角度做滞后补偿。值得注意的是，传统滑模控制中在克服机械传感器弊端的同时也带来了如下两个问题：

第一，由于控制系统的不理想因素，会有抖振的现象；

第二，在电机实际运行的过程中电机的实际电阻和电感会发生变化。在低速时，定子电阻会随温度的升高而变化，在高温时，电机的电感会随温度的升高而变化，这会对影响滑模观测器的估算精度。

发明内容

为了寻找更为有效的永磁同步电机的控制的实现方案，本发明提供了一种永磁同步电机的智能控制方法。

为实现上述目的，本发明一种永磁同步电机的智能控制方法，其包括如下步骤：

从电机的α轴、β轴中获得定子电压u_α和定子电压u_β，并将所述定子电压u_α和所述定子电压u_β输入滑模电流观测器得到估算电流和估算电流

将所述估算电流和所述估算电流与所述电机的实际电流i_α和实际电流i_β做差后得到电流差值和电流差值

将所述电流差值和所述电流差值输入至基于正弦饱和函数的反电势观测器得到估算反电势z_α和估算反电势z_β，并将所述估算反电势z_α和所述估算反电势z_β经过变截止低通滤波器得到滤波电动势和滤波电动势

根据反正切方法并基于所述滤波电动势和所述滤波电动势得到所述电机的转子角度根据微分方法以及滞后补偿并基于所述滤波电动势和所述滤波电动势得到所述电机的转速

优选地，所述将所述估算电流和所述估算电流与所述电机的实际电流i_α和实际电流i_β做差后得到电流差值和电流差值之后，包括如下步骤：

基于所述定子电压u_α、定子电压u_β、估算电流估算电流实际电流i_α、实际电流i_β、电流差值以及电流差值并采用公式(1)和(2)得到电阻估计值和电感估计值：