[发明专利]基于功能切换的直流调磁型记忆电机无位置控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于功能切换的直流调磁型记忆电机无位置控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：在直流调磁型记忆电机正常运行时，采集调磁绕组感应电压u_f，通过电动势观测器提取调磁绕组感应电势e_f；

步骤二：根据调磁绕组感应电势e_f，通过位置/速度观测器计算得到电角度观测值和电角速度观测值并根据电角度观测值和电角速度观测值对直流调磁型记忆电机进行矢量控制，实现调磁绕组的位置观测功能；

步骤三：在需要调节直流调磁型记忆电机的永磁体磁化状态时，采用磁化状态控制器根据电角速度观测值产生驱动信号，驱动调磁功率变换器在调磁绕组中产生调磁磁动势，进而调节永磁体磁化状态，实现调磁绕组的调磁功能。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤一中所述通过电动势观测器提取调磁绕组感应电势e_f的具体方法为：

S1.1、将当前周期的调磁绕组感应电压u_f与上一周期计算得到的调磁绕组感应电势观测值相减后除以调磁绕组电阻R_f；

S1.2、将步骤S1.1的计算结果输入低通滤波器，滤除瞬态项与高次谐波，得到调磁绕组电流观测值

S1.3、将调磁绕组电流观测值与实际值i_f比较，并将得到的误差输入比例-积分调节器，得到调磁绕组感应电势e_f。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤二中所述通过位置/速度观测器计算得到电角度观测值和电角速度观测值的具体方法为：

S2.1、将调磁绕组感应电势e_f输入正交信号发生器，得到静止坐标系上的调磁绕组感应电势e_{f_α}和e_{f_β}；

S2.2、将步骤S2.1的计算结果e_{f_α}和e_{f_β}按照公式计算误差；式中来自于上一周期反馈的调磁绕组相角观测值；

S2.3、将步骤S2.2所得误差输入比例-积分调节器，得到电角速度观测值

S2.4、将电角速度观测值通过积分器，得到调磁绕组相角观测值并反馈参与下一周期计算；

S2.5、将调磁绕组相角观测值减去调磁绕组相位差得到电角度观测值

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述步骤S2.5中的调磁绕组相位差为调磁绕组感应电势与电枢绕组反电势的电角度相位差，具体通过仿真分析或离线实验测得。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤三中所述采用磁化状态控制器根据电角速度观测值产生驱动信号的具体方法为：

S3.1、将电角速度观测值输入到磁化状态选择单元，获得磁化状态给定值

S3.2、根据磁化状态给定值在调磁电流选择单元中获得调磁电流给定值

S3.3、采集调磁绕组电流i_f并与给定值比较，将误差输入比例--积分调节器；

S3.4、将步骤S3.3得到的输出信号经过脉宽调制的方式产生驱动信号S_f。

6.一种基于功能切换的直流调磁型记忆电机无位置控制系统，其特征在于包括：

电动势观测器，用于在直流调磁型记忆电机正常运行时，根据采集的调磁绕组感应电压u_f提取调磁绕组感应电势e_f；

位置/速度观测器，用于根据调磁绕组感应电势计算得到电角度观测值和电角速度观测值进而在矢量控制时根据电角度观测值和电角速度观测值对直流调磁型记忆电机进行控制，实现调磁绕组的位置观测功能；

磁化状态控制器，用于在需要调节直流调磁型记忆电机的永磁体磁化状态时，根据电角速度观测值产生调磁功率变换器驱动信号；

调磁功率变换器，用于根据磁化状态控制器产生的驱动信号在调磁绕组中产生调磁磁动势，进而调节永磁体磁化状态，实现调磁绕组的调磁功能。