[发明专利]马达控制系统中的转矩波动补偿

说明书

根据一个或多个实施例，提供转矩波动补偿的马达控制系统包括接收对应于输入转矩命令的第一电流命令的电流调节器。电流调节器还使用第一变换矩阵基于第一电流命令生成第一电压命令。电流调节器还接收与要补偿的转矩波动相对应的第二电流命令。电流调节器还使用第二变换矩阵基于第二电流命令生成第二电压命令。电流调节器使用第一电压命令和第二电流命令进一步计算最终电压命令，最终电压命令被施加到马达。

技术领域

本申请一般性地涉及马达控制系统，并且特别涉及在操作马达控制系统时关于转矩波动补偿的技术挑战。

背景技术

需要低成本和高控制性能的工业应用通常在运动控制系统中采用复杂的电驱动，其中复杂性被引入诸如功率转换器和电机的各种部件中，以优化成本。通常，这种成本优化导致电机的噪声、振动和不平顺性(NVH)特性改变，并且有时超过期望的阈值水平。

通常，可以使用电流调节器来操作使用永磁同步电机(PMSM)的电机，由于PMSM中一个或多个气隙周围的磁通量的非正弦反电动势(BEMF)分布而产生有序跟踪的转矩波动(包括齿槽转矩)。此外，用于操作PMSM的三个(或更多)功率相之间的不平衡也导致转矩波动。此外，若干其他机器特定的非理想性导致转矩波动。另外，在PMSM的驱动系统中也存在受控的感应寄生转矩。

这种转矩波动进一步导致PMSM的NVH特性恶化。超过期望阈值水平的NVH性能可能引起操作者的不适，例如，如果PMSM是转向系统、车辆、家用电器或任何其他系统的一部分，甚至使系统不可操作。此外，NVH可导致系统和/或周围环境的结构损坏。因此，希望改善系统的NVH性能。

发明内容

针对永磁同步电机的转矩波动最小化描述了技术方案。这里描述的技术方案有助于补偿器设计以最佳地跟踪脉动电流命令。此外，本文描述的技术方案有助于将基本电流调节与用于转矩波动补偿的电压产生解耦。此外，根据本文描述的技术方案，补偿器提供稳态下脉动电流的零稳态跟踪。此外，这里描述的技术方案提供用于脉动电流命令的d/q轴电流控制回路解耦。

根据一个或多个实施例，提供转矩波动补偿的马达控制系统包括接收对应于输入转矩命令的第一电流命令的电流调节器。电流调节器还使用第一变换矩阵基于第一电流命令产生第一电压命令。电流调节器还接收与要补偿的转矩波动相对应的第二电流命令。电流调节器还使用第二变换矩阵基于第二电流命令产生第二电压命令。电流调节器使用第一电压命令和第二电流命令进一步计算最终电压命令，最终电压命令施加到马达。

根据一个或多个实施例，一种方法包括在马达控制系统中提供转矩波动补偿。转矩波动补偿包括接收对应于输入转矩命令的第一电流命令。转矩波动补偿还包括使用第一转换矩阵基于第一电流命令产生第一电压命令。转矩波动补偿还包括接收与要补偿的转矩波动相对应的第二电流命令。转矩波动补偿还包括使用第二变换矩阵基于第二电流命令产生第二电压命令。转矩波动补偿还包括使用第一电压命令和第二电流命令计算最终电压命令，最终电压命令被施加到马达。

根据一个或多个实施例，转向系统包括马达和通过执行方法提供转矩波动补偿的处理器。该方法包括在马达控制系统中提供转矩波动补偿。转矩波动补偿包括接收对应于输入转矩命令的第一电流命令。转矩波动补偿还包括使用第一转换矩阵基于第一电流命令产生第一电压命令。转矩波动补偿还包括接收与要补偿的转矩波动相对应的第二电流命令。转矩波动补偿还包括使用第二变换矩阵基于第二电流命令产生第二电压命令。转矩波动补偿还包括使用第一电压命令和第二电流命令计算最终电压命令，最终电压命令被施加到马达。

根据一个或多个实施例，一种转向系统包括：马达；以及处理器，通过执行包括以下步骤的方法提供转矩波动补偿：接收对应于输入转矩命令的第一电流命令；使用第一变换矩阵基于所述第一电流命令生成第一电压命令；接收与要补偿的转矩波动相对应的第二电流命令；使用第二变换矩阵基于所述第二电流命令生成第二电压命令；使用所述第一电压命令和所述第二电流命令计算最终电压命令，所述最终电压命令被施加到马达。