[发明专利]一种永磁同步电机的反演控制方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机的反演控制方法，其特征在于，包含步骤：

S1、在连续时间系统d-q坐标系下，建立状态空间形式的电机电气特性方程和状态空间形式的电机机械特性方程；

S2、分别建立电机电气特性、电机机械特性的离散状态转移方程；

S3、根据电机机械特性的离散状态转移方程，通过当前k周期的电机转动状态变量X(k)＝[θ_m(k),ω_m(k)]，k周期的电流i_q(k)，预测未来k+n₁周期的电机转动状态变量并与期望的k+n₁周期的参考转动状态变量X_r(k+n₁)比较得到电机在未来k+n₁周期的转动状态偏差预测值；其中，θ_m(k)、ω_m(k)分别为k周期的转子角位置和转子机械角速度；n₁≥2；

S4、根据所述转动状态偏差预测值，反演得到k+1～k+n₁-1周期的控制电流指令序列；接下来，根据负载及扰动造成的电机转动状态偏差计算k+1周期的电流补偿值；在此基础上，进而计算得到k周期补偿负载的控制电压指令；

S5、根据当前k周期的电机电压以及电机电流，预测k+n₂周期电机的电流误差值其中n₂∈[1,n₁-1]；根据反向推演得到k周期实际的控制电压指令，加上k周期补偿负载的控制电压指令，作为电机在k周期的实际控制电压输入；将k更新为k+1，进入S3。

2.如权利要求1所述的永磁同步电机的反演控制方法，其特征在于，所述步骤S1包含：

S11、在d-q坐标系下，以电流U₂＝[i_d i_q]^T为状态变量，电压U₁＝[v_d v_q]^T作为控制输入，得到如式(1)所示的电机电气特性方程的状态空间形式：

式(1)中

其中，L_d、L_q分别为d轴、q轴电感，R为定子绕组电阻，ω_m为转子机械角速度，λ为转子永磁体在定子侧的磁通幅值，p为极对数；i_d，i_q分别为永磁同步电机在d轴、q轴的电流，v_d，v_q分别为永磁同步电机在d轴、q轴的电压，由测得的三相电流和电压经Clark变换和Park变换得到；

S12、在d-q坐标系下，建立连续时间系统下的机械特性方程，如式(2)、(3)所示：

T_e＝1.5p[λi_q+(L_d-L_q)i_di_q] (2)

其中，T_e为电磁转矩，J为转子转动惯量，B为粘滞摩擦系数，T_l为负载转矩；

S13、建立连续时间系统下的转动特性方程，如式(4)所示：

其中，θ_m为转子角位置；

S14、采用i_d＝0矢量控制策略，根据式(2)、(3)、(4)，得到如式(5)所示的电机机械特性方程的状态空间形式：

其中X＝[θ_m ω_m]^T为状态变量，U₂＝[i_q]为电流控制输入，Q＝[T_l]为负载，