[发明专利]一种永磁同步电机转子位置和速度估算系统及方法

权利要求书

1.一种采用改进滑模观测器的永磁同步电机转子位置和速度估算系统，其特征在于，所述系统采用滑模观测器，所述滑模观测器包括电流状态观测器、比较器、改进复矢量PI控制器和锁相环；所述电流状态观测器的信号输出端与所述比较器的信号输入端相连；所述比较器的信号输出端与所述改进复矢量PI控制器的信号输入端相连；所述改进复矢量PI控制器的信号输出端与锁相环的信号输入端相连；所述改进复矢量PI控制器的反馈信号输出端与所述电流状态观测器的反馈信号输入端相连，其中，通过所述改进复矢量PI控制器对电流观测值和电流检测值之间的偏差进行调节，所述改进复矢量PI控制器的形式如下：

其中，K_p、K_i分别为改进复矢量PI控制器的比例系数和积分系数；s为拉普拉斯算子；为电机转子角频率，所述电机转子角频率由锁相环输出；ω_c为带宽频率；j为虚数单位。

2.根据权利要求1所述永磁同步电机转子位置和速度估算系统，其特征在于，所述改进复矢量PI控制器通过估计值模型获得α和β轴的反电势估计值，所述估计值模型为：

其中，分别为α和β轴的反电势估计值；Δi_α、Δi_β分别为α和β轴电流偏差，分别为α和β轴电流观测值，i_α、i_β分别为α和β轴电流检测值。

3.一种采用改进滑模观测器的永磁同步电机转子位置和速度估算方法，其特征在于，所述永磁同步电机转子位置和速度估算方法包括：

步骤一：永磁同步电机的α和β轴的电压输入到电流状态观测器中，通过所述电流状态观测器处理获得α和β轴的电流观测值

步骤二：所述α和β轴的电流观测值输入至比较器，在比较器中通过将α和β轴的电流观测值与将α和β轴的α和β轴电流检测值i_α、i_β进行比较，获得α和β轴电流偏差Δi_α、Δi_β；

步骤三：将所述α和β轴电流偏差Δi_α、Δi_β输入到改进复矢量PI控制器中；使所述电流偏差Δi_α、Δi_β与改进复矢量PI控制器相乘，并代入电机转子角频率进而获得α和β轴的反电势估计值其中，所述改进复矢量PI控制器的形式如下：

其中，K_p、K_i分别为改进复矢量PI控制器的比例系数和积分系数；s为拉普拉斯算子；为电机转子角频率，所述电机转子角频率由锁相环输出；ω_c为带宽频率；j为虚数单位；

步骤四：将所述α和β轴的反电势估计值输入至锁相环中，通过锁相环处理获得磁同步电机转子位置估算值和速度估算值。

4.根据权利要求3所述永磁同步电机转子位置和速度估算方法，其特征在于，所述改进复矢量PI控制器通过估计值模型获得α和β轴的反电势估计值，所述估计值模型为：

其中，分别为α和β轴的反电势估计值；Δi_α、Δi_β分别为α和β轴电流偏差，分别为α和β轴电流观测值，i_α、i_β分别为α和β轴电流检测值。