[发明专利]一种转矩观测器极点调整的方法

权利要求书

1.一种转矩观测器极点调整的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，编码器采集电机机械转速ω，电流采样电路采集电机相电流从而得到电磁转矩T_e，惯量辨识得到系统的总惯量J；

步骤S2，根据电机运动方程建立状态空间方程；

步骤S3，根据系统的可观测性判断系统是否可以建立转矩观测器；

步骤S4，根据状态方程建立转矩观测器；

步骤S5，根据电机转速误差调整转矩观测器极点；

步骤S6，将转矩观测器的观测转矩作为补偿值输出至电流环给定输入。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，根据电机运动方程建立状态空间方程具体过程为，

根据以下电机运动方程：

建立状态空间方程如下：

进一步求解可得：

C＝[1 0]

其中，B为摩擦系数，J为系统惯量，ω'为观测速度，T_l'为观测转矩，为观测速度的导数，为观测转矩的导数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述判断系统是否可建立转矩观测器具体根据以下公式判断系统是否具有可观性：

其中，矩阵满秩时，判定系统具有可观性，确定系统为可观系统可以建立系统的转矩观测器；矩阵不满秩时，则判定不具有客观性，不能建立转矩观测器，则提示调整系统可观性。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，所述状态方程具体为以下公式：

其中，

C＝[1 0]

。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，建立转矩观测器的具体过程为：

确定反馈矩阵G，即求|A-GC|的特征方程为|λI-(A-GC)|得到以下公式：

设定状态观测器的设定极点为-a₁,-a₂，可得到以下公式：

(λ+a₁)×(λ+a₂)＝λ²+(a₁+a₂)×λ+a₁×a₂＝0

同时上述两个公式计算，其中忽略摩擦参数B，可得到以下公式：

k₁＝a₁+a₂

k₂＝-a₁×a₂×J

进一步得出：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤S5中，所述根据电机转速误差调整转矩观测器极点具体为在转速误差较小时，提高转矩观测器的输出稳定性；在转速误差较大时，提高转速观测器的收敛速度。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤S5中，所述根据电机转速误差调整转矩观测器极点具体依据以下公式进行调节：

其中，ωerr为电机转速误差，-a₁×ω_err,-a₂×ω_err分别为则状态观测器的设定极点。