[发明专利]无位置传感器驱动系统电流传感器容错方法

权利要求书

1.无位置传感器驱动系统电流传感器容错方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一、采用全阶位置观测器得到永磁同步电机的估计转速和估计位置信息，将估计转速和估计位置信息输入到永磁同步电机矢量控制系统的调节器中进行矢量控制；

步骤二、当检测到某一相电流传感器发生故障后，采用电流误差重构环节根据测量到的相电流误差得到电流空间矢量误差，将所述电流空间矢量误差进行投影得到重构相电流误差；

步骤三、电流滑模观测器根据重构相电流误差、相电流误差、估计转速、电流调节器输出的α轴电压和β轴电压，得到电机的α轴电流估计值和β轴电流估计值；

步骤四、α轴电流估计值和β轴电流估计值通过park变换得到d轴电流估计值和q轴电流估计值作为测量电流信息，采用该电流信息对永磁同步电机实现闭环控制。

2.根据权利要求1所述无位置传感器驱动系统电流传感器容错方法，其特征在于，步骤一中，采用全阶位置观测器得到永磁同步电机的转速与位置信息的具体过程为：

当电机运行于中高速区间时，选取状态变量X＝[i_α i_β e_α e_β]^T、输出变量y＝[i_α i_β]^T和输入量u＝[u_α u_β 0 0]^T构建全阶位置观测器的状态方程为：

式中，e_α为α轴的扩展反电动势，e_β为β轴的扩展反电动势，i_α为α轴电流，i_β为β轴电流，为估计α轴电流，为估计β轴电流，u_α为α轴电压，u_β为β轴电压，R_s为定子电阻，L_d为直轴电感，L_q为交轴电感，为电机的估计转速，k，m均为正常数；

根据全阶位置观测器的状态方程得到α轴的扩展反电动势e_α和β轴的扩展反电动势e_β，对e_α和e_β求取反正切运算，得到电机的估计位置信息再对该位置信息求取微分，得到电机的估计转速

3.根据权利要求2所述无位置传感器驱动系统电流传感器容错方法，其特征在于，步骤二中，电流误差重构环节根据测量到的相电流误差得到电流空间矢量误差的具体过程为：

α轴电流i_α通过外差法运算：

式中，为α轴电流误差，为重构β轴相电流误差，为电流空间矢量误差，为电流空间矢量误差估计值，γ为电流空间角，为估计位置信息，δ由公式3得到：

式中，为给定d轴电流，为给定q轴电流，

运算后得到的公式经过三角函数运算及低通滤波器滤波，得到电流空间矢量误差的偏差值σ，该偏差值σ经过比例积分控制器进行收敛为零，获得电流空间矢量误差

4.根据权利要求3所述无位置传感器驱动系统电流传感器容错方法，其特征在于，将所述电流空间矢量误差进行投影得到重构相电流误差的过程为：

电流空间矢量误差按照公式4进行投影：

得到重构相电流误差

5.根据权利要求4所述无位置传感器驱动系统电流传感器容错方法，其特征在于，步骤三中的电流滑模观测器表示为：

式中，i_s＝[i_α i_β]^T，E_ext＝[e_α e_β]^T，u＝[u_α u_β]^T，R_s表示定子电阻，L_d表示直轴电感，L_q表示交轴电感，

A₂₂＝ω_e·J，ω_e表示电机转速，k和m均为正常数，Sign()为符号函数，

根据电流滑模观测器得到电机的α轴电流估计值和β轴电流估计值