[发明专利]一种基于反电势观测器的永磁电机无位置控制方法

权利要求书

1.一种基于反电势观测器的永磁电机无位置控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，通过A/D采样获得永磁电机三相电流i_a，i_b，i_c的值，送入位置估计模块，在该模块中再通过Clarke变换得到两相静止坐标系下的电流i_α和i_β，同时在该模块中通过直流母线电压与占空比S_α、S_b、S_c进行计算,再进行Clarke变换获得两相静止坐标系下的电压u_α和u_β；

步骤2，在位置估计模块中，将两相静止坐标系下的电流i_α和i_β以及两相静止坐标系下的电压u_α和u_β作为反电势观测器的输入，得到观测器的输出D_α、D_β，其中位置估计模块包括反电势观测器；

具体来说，反电势观测器对电流实际值与估计值的误差进行调节，分别得出D_αβ和d_αβ，以及得出观测器变量D_αβ与反电势e_αβ之间的传递函数，传递函数可以表示为：

e_αβ(s)＝u_αβ(s)-(LS+R)i_αβ(s)

G₁(s)＝k

联立上式，可以得到：

其中，d_αβ是观测器获得的反电势中的高次谐波与直流分量，u_αβ为静止坐标系下的电压，i_αβ为静止坐标系下的电流；G₀、G₁、G₂均为反电势观测器参数，并且设置：k＝2Lw_c、k_p＝-R、k_i＝w₀²L，其中，R代表电机电阻，L代表电机电感；

式中：w_c为反电势观测器的截止频率，w₀为反电势观测器的谐振频率，通过如上的观测器参数设置，传递函数等效成一个带通滤波器的形式；

步骤3，通过锁相环PLL，提取出D_α、D_β中的速度与位置角信息，考虑到观测器的稳定性，将给定转速n^*作为反电势观测器的输入，以及对转子位置角进行补偿；

步骤4，当电机处于启动阶段时，位置估计模块所估计的速度与位置角不参与控制，速度环开环，电流环给定q轴电流i_q^*，d轴电流为0，给定位置角信号θ^*用于Park变换；

步骤5，当电机处于稳态时，切换至矢量控制，速度环闭环，位置估计模块所估计的速度与位置角参与控制，矢量控制通过给定速度与电机反馈速度做差，然后经过PI控制，得到q轴给定电流i_q^*，同时q轴给定电流i_q^*与反馈电流i_q做差通过PI控制得到给定电压u_q^*,同样的d轴给定电流i_d^*与反馈电流i_d做差通过PI控制得到给定电压u_d^*,给定电压u_d^*与u_q^*通过旋转坐标系到静止坐标系变换得到静止坐标系下的给定电压与给定电压与通过SVPWM模块得到占空比信号控制逆变器，从而控制电机。