[发明专利]一种永磁同步电机自抗扰无位置传感器控制方法及控制装置

权利要求书

1.一种永磁同步电机自抗扰无位置传感器控制方法，所述方法包括如下步骤：

S1、在估计的直轴注入高频方波电压信号，根据αβ轴系的电流响应，利用正、负注入周期内电流变化量作差的方法消除电压误差对转子位置估计产生的不利影响，估计转速和转子位置信息；

S2、根据扰动估计精度和扰动估计速度，建立非线性函数；

S3、利用S2建立的非线性函数构建级联的非线性扩张状态观测器，对S1估计转速时的总和扰动进行估计，并根据估计的转速和总和扰动设计控制律，利用该控制律对永磁同步电机进行控制；

其特征在于，所述S2中的非线性函数为：

其中，e表示转速跟踪误差，2δ表示线性段区间长度，α表示非线性段区间的幂次。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机自抗扰无位置传感器控制方法，其特征在于，所述S1包括：

S11、在估计的直轴注入高频方波电压信号后，根据αβ轴系的电流响应，获得正、负注入周期内两相αβ静止坐标系下的电流变化量和

S12、当根据和分别获得两相αβ静止坐标系下正注入周期内电流变化量与负注入周期内电流变化量差值的标幺化结果

其中，θ_e为实际转子位置，为估计转子位置，为转子位置误差，Δi_{α_pu}表示α轴正注入周期内电流变化量与负注入周期内电流变化量差值的标幺化结果，Δi_{β_pu}表示β轴正注入周期内电流变化量与负注入周期内电流变化量差值的标幺化结果；

S13、根据结合控制误差利用观测器控制ε收敛至零，获取估计转子位置和估计转速

3.根据权利要求2所述的永磁同步电机自抗扰无位置传感器控制方法，其特征在于，

U_h表示注入高频方波电压信号幅值，和分别表示估计的轴电压误差，ΔT表示采样周期，L_d和L_q分别表示实际的d轴和q轴电感。

4.根据权利要求1所述的永磁同步电机自抗扰无位置传感器控制方法，其特征在于，S31中，级联的非线性扩张状态观测器包括：非线性扩张状态观测器NLESO1和非线性扩张状态观测器NLESO2，所述非线性扩张状态观测器NLESO1用于估计初步扰动，非线性扩张状态观测器NLESO2用于估计剩余扰动；

非线性扩张状态观测器NLESO1和非线性扩张状态观测器NLESO2的模型分别为：

和

其中，e₁表示NLESO1的转速跟踪误差，z₁表示NLESO1的转速跟踪值，z₂表示初步扰动估计值，s₁表示NLESO2的转速跟踪值，s₂表示剩余扰动估计值，I_s为定子电流幅值，e₂表示NLESO2的转速跟踪误差，表示控制输入增益的估计值，β₀₁，β₀₂，β₀₃，β₀₄均为观测器增益。

5.根据权利要求4所述的永磁同步电机自抗扰无位置传感器控制方法，其特征在于，S32中，控制律为：

其中，k_p为比例增益，ω_e^*为给定转速，表示估计转速，u₀表示比例控制器的输出信号。