[发明专利]一种基于无感FOC算法的PMSM电机开环切换闭环控制方法

说明书

本发明公开了一种基于无感FOC算法的PMSM电机开环切换闭环控制方法，涉及PMSM电机控制技术领域，包括在PMSM电机的FOC控制的开环切换闭环系统中，在达到开环最大速度后，保持一定时间，在此时间内让电压幅值递减，在此过程中，当与当前负荷所需电压幅值相近时，估算器估算的转速与位置与实际接近时切换，解决了FOC算法从开环到闭环的可靠切换的技术问题，可以使开环切闭环更加平顺，而且在保证可靠起动的同时，适应了更大的负荷范围。

技术领域

本发明涉及PMSM电机控制领域，具体涉及一种基于无感FOC算法的PMSM电机开环切换闭环控制方法。

背景技术

在汽车调速水泵的PMSM电机控制系统中，由于水泵在不同工况下工作，水泵的负荷不一样，从而启动如果以固定的电压幅值从开环切入到闭环，则有可能导致切换到闭环失败。

传统的PMSM电机控制系统中，如果开环切换至闭环控制方法不合适，将使切换失败，从而导致失控。电机在某负荷TL下以速度SL从开环切入到闭环时，存在一个VS（电压矢量幅值），使开环理想可靠切入闭环，通常VS即是电机以SL稳定工作的占宽比，当电机工作在不同工况下，起动时的负荷将有所不同，可靠地从闭环切入的VS也不同，如果固定闭环切入的VS，则很难满足大负荷范围的驱动要求，可能导致开环切闭环失败。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于无感FOC算法的PMSM电机开环切换闭环控制方法，解决了FOC算法从开环到闭环的可靠切换的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于无感FOC算法的PMSM电机开环切换闭环控制方法，包括如下步骤：

步骤1：建立PMSM电机的FOC控制的开环切换闭环系统，PMSM电机的FOC控制的开环切换闭环系统中设有用于测量PMSM电机转速的位置估算器；

预设通常工况下，PMSM电机从开环工况切换到闭环工况时的转速为转速V_TRANS，PMSM电机在闭环工况状态下工作时，正常电压幅值为V_{TC_NORMAL}；

PMSM电机在最大负荷工况工作时的电压幅值为V_{TC_MAX}，PMSM电机在最大负荷工况工作时的电压幅值为V_{TC_MIN}；

设定电压幅值的上限值V_{TC_UPPER}和下限值V_{TC_LOWER}，电压幅值为V_{TC_MAX}小于等于上限值V_{TC_UPPER}，下限值V_{TC_LOWER}小于等于电压幅值V_{TC_MIN}；

步骤2：在PMSM电机FOC的开环切换闭环系统中，使PMSM电机工作在开环工况状态下；

开环控制的末段，设定过渡时间T_TRANS，使PMSM电机开环转速控制可靠起动，并且到达过渡时间T_TRANS之前，PMSM电机的开环转速达到转速V_TRANS，其电压幅值达到上限值V_{TC_UPPER}；

PMSM电机运行在T_TRANS时间内，转速保持在转速V_TRANS不变，电压幅值从上限值V_{TC_UPPER}递减至下限值V_{TC_LOWER}；

步骤3：在过渡时间T_TRANS时间内，如果位置估算器测量的速度与开环控制的转速V_TRANS相差较小，则认为电机处于开环切换闭环工作的合适时刻已到，PMSM电机FOC的开环切换闭环系统使PMSM电机从开环工况切换成闭环工况；