[发明专利]一种基于简化MRAS法的永磁同步电机无位置传感器控制方法

权利要求书

1.一种基于简化MRAS法的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：基于MRAS法构建永磁同步电机无位置传感器辨识系统的参考模型与可调模型；

MRAS法用于PMSM转速和转子位置辨识的基本原理是以PMSM本身作为参考模型，选择含有转子位置信息的电流模型为可调模型，两个模型输出相同的信号，利用二者输出信号的差值构建自适应机构并求出自适应律，辨识出转子位置信息，并将得到的位置反馈到可调模型中进行实时调节，使其输出不断跟随参考模型的输出，完成动态辨识；

S2：转子位置辨识自适应律的设计，构建基于MRAS法的IPMSM位置辨识系统；

S3：对S2中所构建的系统进行仿真分析；

S4：定子电阻辨识的自适应律设计，构建增加电阻辨识后无位置传感器算法的改进的系统；

为减小因电阻值变化所引起的MRAS法辨识误差，设计一种定子电阻实时辨识方法，以提高算法的辨识效果；在前述MRAS法的设计过程中，能有效辨识出转子的电角速度，基于这个基础，开展基于MRAS的转速和定子电阻同时辨识研究；其自适应律方程中不包含定子电阻，因此按照相同的MRAS理论设计电阻辨识方法时，电阻辨识自适应律也不会受转速的影响，由此可以将转速看作已知信号，在此基础上求取电阻辨识的自适应律是可行的，求取过程如下所述；

同样取电机的电流状态方程式：

为参考模型，取定子电阻为待辨识参数，此时可调模型为：

式中：为电阻的估计值，构建广义误差状态方程为

式中：

构建非线性反馈系统为

式中：

前已证明其前向传递函数矩阵是严格正实的，假定定子电阻辨识自适应律为

当M₁(v,t,τ)和M₂(v,t)满足下式时，非线性系统同样满足Popov积分不等式；

将上式代入电阻辨识自适应律方程，得到自适应律并写为比例、积分函数的形式为

将i′_q＝i_q、带入上式，可以得到：

当转速和电阻同时辨识时，还需要考虑它们是否能同时收敛于实际值；同时辨识时，系统的实际参考模型为

简写为

式中：

由上述两式相减，可以得到：

由于自适应律渐进稳定，有代入上式中，可以得到

当且仅当有成立时，上式才能成立，保证了参数同时收敛于实际值，即

S5：对S4中构建的改进后的系统进行仿真。

2.根据权利要求1所述的一种基于简化MRAS法的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于：在S1中，MRAS法用以系统参数估计时，需要在保证系统稳定的基础上构建合适的自适应律，常用的构建自适应律的方法有李雅普诺夫稳定性理论和波波夫超稳定性理论。

3.根据权利要求2所述的一种基于简化MRAS法的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于：在S1中，选择波波夫超稳定性理论来构建自适应律。

4.根据权利要求1所述的一种基于简化MRAS法的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于：在S2中，参考模型为IPMSM本身。

5.根据权利要求1所述的一种基于简化MRAS法的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于：在S2中，构建基于MRAS法的IPMSM位置辨识系统的过程中忽略估计值与实际值的误差影响。

6.根据权利要求1所述的一种基于简化MRAS法的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于：在S2中，对于MRAS系统而言，为确保整体系统的稳定性，自适应律选用PI调节器，以此来调整可调模型的输出。

7.根据权利要求1所述的一种基于简化MRAS法的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于：在S3中以电传动车用轮毂电机为对象，开展构建基于MRAS法的IPMSM位置辨识系统仿真研究。

8.根据权利要求1所述的一种基于简化MRAS法的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于：在S3中，在MATLAB/Simulink中搭建位置辨识系统仿真模型。