[发明专利]考虑电气损耗的柔性负载振动及PMSM转矩脉动综合抑制方法

权利要求书

1.一种考虑电气损耗的柔性负载振动及PMSM转矩脉动综合抑制方法，所述方法为：

首先基于PMSM最小损耗数学模型推导出最小损耗条件下的定子电流约束条件：

其中：L_d、L_q为定子绕组在dq轴上的等效电感；R_c为等效铁耗电阻；R_s为定子电阻；i_wq为定子电流在q轴上的有功分量；n_p为转子的极对数；ψ_r为永磁体励磁空间矢量；ω_r为转子角速度；

然后将PMSM在电流矢量定向下的动态数学模型与永磁同步电机的振动模型相结合，建立了考虑电机电气损耗的永磁同步电机驱动永磁同步电机的整体数学模型：

其中：u_sd*和u_sq*分别为d^*轴和q^*轴的定子电压；n_p为转子的极对数；ψ_r为永磁体励磁空间矢量；ω_r为转子角速度；θ_L为q^*轴与d轴间的夹角；θ_r为转子转过的角度；ω_i为定子电流矢量i_s的旋转机械角速度；η₁为STS的一阶模态；R_s为定子电阻；L_q*为q^*轴的定子电感；i_s为定子电流；E为STS的弹性模量；I为STS的截面惯性矩，I＝bh³/6；ρ，b和h分别为STS的密度，宽度和厚度；T_sp为负载转矩，T_e为电磁转矩；L_d*为d^*轴的定子电感；

基于反推控制原理，得到PMSM各参数及电压控制方程为：

其中，k_θ、k_ω和k_i为控制增益；e_ω、e_i和e_θ分别为电机速度、电流和转角的跟踪误差；i_cq为定子电流在q轴上的铁耗分量；

随后基于PMSM磁共能模型下的电磁转矩方程，建立了保证转矩脉动最小化时的最优定子谐波电流的约束条件：

其中：i_s0为基波电流幅值；λ₀为d轴平均磁链；I_sk为优化前k次谐波电流幅值；k为谐波次数；λ_dk和λ_qk为d、q轴第k次磁链谐波分量；φ_λk为第k次谐波磁链相角；T_ck、φ_ck为齿槽转矩第k次谐波的幅值和相角；

基于反推控制原理，谐波控制方程为：

其中：u_sqk*为q^*轴的定子k次谐波电压分量；R_s为定子电阻；i_sk为定子电流k次谐波电流幅值；ψ_r为永磁体励磁空间矢量；ω_r为转子角速度；L_q*为q^*轴的定子电感；θ_L为q^*轴与d轴间的夹角；n_p为转子的极对数；k_ik为控制增益；e_ik为i_sk的控制误差；

最后，得到实现考虑电气损耗的PMSM转矩脉动抑制的控制器为：

2.根据权利要求1所述的考虑电气损耗的柔性负载振动及PMSM转矩脉动综合抑制方法，其特征在于，采用最小二乘算法实现PMSM宽范围速度辨识，以带遗忘因子的最小二乘算法结构为基础，对定子电流矢量定向下定子电压方程进行离散化处理，得到：

其中：为转速的估计值，为待辨识的参数向量，L(n)为n时刻的增益向量，P(n)为n时刻的协方差矩阵,为n时刻的信息向量，y(n)为系统的输出向量，T_s为采样周期，n为采样点；ξ为遗忘因子，0＜ξ＜1；

在前次估计结果的基础上，就新的数据根据递推规则对前次估计的结果进行修正，得出新的参数估计值。