[发明专利]一种无位置传感器的新型混合励磁同步电机控制方法

说明书

本发明公开了一种无位置传感器的新型混合励磁同步电机控制方法，在d/q坐标轴下，建立混合励磁同步电机定子电压的动态数学模型，并改写成定子电流方程的形式，在此基础上建立简化的定子电流状态空间模型；根据混合励磁同步电机参数确定参考模型和可调模型，建立广义误差下系统的状态空间模型；建立误差系统的状态方程，判断误差系统的稳定性，确定线性补偿器矩阵；求解混合励磁同步电机的转速估算公式和转子位置估计值。本发明在轻载和重载下，实现混合励磁同步电机无位置传感器下的最优运行，提高控制系统的稳定性、精确性。

技术领域

本发明涉及一种新型混合励磁同步电机控制方法，特别是一种无位置传感器的新型混合励磁同步电机控制方法。

背景技术

混合励磁同步电机综合了电励磁同步电机和永磁同步电机优势，具有起动转矩大、调速范围广等优势，尤其是调速范围广在电机驱动系统中起到良好的应用效果，广泛应用于电动汽车、舰船发电系统和工业机器人中。混合励磁同步电机一般通过位置传感器来获得精度较高的转子位置和速度信息，完成控制系统的闭环控制。传感器的故障会使电机不能正常工作，甚至导致整个系统停止运行。

近年来模型参考自适应算法在电机控制系统中得到了应用，该算法可以考虑到电机参数的变化，提升了控制系统的控制精度和抗干扰性。但是在混合励磁同步电机并没有相应的应用，因此有必要设计一种基于模型参考自适应的新型混合励磁同步电机无位置传感器控制方法，从而提升控制系统的控制精度和抗干扰性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无位置传感器的新型混合励磁同步电机控制方法，在轻载和重载下，实现混合励磁同步电机无位置传感器下的最优运行，提高控制系统的稳定性、精确性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种无位置传感器的新型混合励磁同步电机控制方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：在d/q坐标轴下，建立混合励磁同步电机定子电压的动态数学模型，并改写成定子电流方程的形式，在此基础上建立简化的定子电流状态空间模型；

步骤二：根据混合励磁同步电机参数确定参考模型和可调模型，建立广义误差下系统的状态空间模型；

步骤三：建立误差系统的状态方程，判断误差系统的稳定性，确定线性补偿器矩阵；

步骤四：求解混合励磁同步电机的转速估算公式和转子位置估计值。

进一步地，所述步骤一具体为1.1混合励磁同步电机在d/q旋转坐标轴中的定子电压方程为：

其中：u_d、u_q和u_f分别为定子d/q旋转坐标轴的电压以及励磁电压；i_d、i_q和i_f分别为定子d/q旋转坐标轴的电流以及励磁电流；R_s和R_f分别为电机绕组和励磁绕组；L_d、L_q和L_f分别为定子d/q轴电感以及励磁电感；M_f为励磁绕组和三相绕组间的互感；

1.2根据(1)推导定子电流动态模型：

1.3令则(2)可以变化为：

1.4令将式(3)简化成状态空间模型：

其中：

进一步地，所述步骤二具体为