[发明专利]一种抑制电流测量误差引起的永磁同步电机转速脉动方法

权利要求书

1.一种抑制电流测量误差引起的永磁同步电机转速脉动方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：建立带电流测量误差的永磁同步电机双闭环PI调速系统，并确定电流内环和转速外环的PI参数；

S2：将永磁同步电机双闭环PI调速系统的模型方框图进行等效变换，得到等效变换之后的永磁同步电机双闭环PI调速系统的模型方框图，定义电流内环反馈通道的电流测量误差为转速外环前向通道的扰动；

S3:在转速外环PI控制器上并联1次谐振控制器和2次谐振控制器，电流测量误差与永磁同步电机双闭环调速系统的转速误差的关系为：

其中Δw_r(s)为转速误差，CE(s)为电流测量误差，p为永磁电机极对数，λ_r为永磁体磁链，J为电机转动惯量，B为粘滞阻尼系数，k_ps和k_is分别为速度PI控制器的比例系数和积分系数，w_cu为电流环带宽，w_sp为速度环低通滤波器的截止频率，R₁(s)和R₂(s)为1次谐振控制器和2次谐振控制器；

设置1次谐振控制器和2次谐振控制器的参数，通过增大转速外环控制器的增益抑制由电流测量误差引起的电机稳态转速1次脉动和2次脉动。

2.根据权利要求1所述的一种抑制电流测量误差引起的永磁同步电机转速脉动方法，其特征在于：设置1次谐振控制器和2次谐振控制器的参数包括：

根据电机的实际转速波动确定谐振控制器的截止频率；

根据根轨迹法确认谐振控制器增益的取值范围；

由奈奎斯特图中的矢量裕度确定谐振控制器增益和补偿相角的取值。

3.根据权利要求1所述的一种抑制电流测量误差引起的永磁同步电机转速脉动方法，其特征还在于：所述在转速外环PI控制器上并联1次和2次谐振控制器如下：

其中，R₁(s)和R₂(s)为设计的带相位补偿的1次谐振控制器和2次谐振控制器，k_r1和k_r2为谐振控制器的增益，w_c1和w_c2为谐振控制器的截止频率，和为谐振控制器的补偿相角，w_e为电机的电角频率。

4.根据权利要求2所述的抑制电流测量误差引起的永磁同步电机转速脉动方法，其特征在于：所述根据根轨迹法确认谐振控制器增益的取值范围为：

其中k_r为谐振控制器增益；为根轨迹与虚轴交点处的谐振增益值；

其中：w^*为根轨迹与虚轴交点处的频率值，k_ps为速度PI控制器的比例系数，w_c为谐振控制器的截止频率，w_cu为电流环带宽，w_sp为速度环低通滤波器的截止频率，p为永磁电机极对数，λ_r为永磁体磁链，J为电机转动惯量，ω₀为谐振频率，A和b为谐振增益最大值系数。

5.根据权利要求2所述的抑制电流测量误差引起的永磁同步电机转速脉动方法，其特征在于：所述由奈奎斯特图中的矢量裕度确定谐振控制器增益和补偿相角的具体取值，包括以下步骤：

S3-1：确定带电流测量误差的永磁同步电机双闭环PI调速系统的开环截止频率；

S3-2：当1次谐振控制器和2次谐振控制器的谐振频率小于永磁同步电机双闭环PI调速系统的开环截止频率，1次谐振控制器和2次谐振控制器的补偿相角和均取值为0；根据不同谐振控制器增益下的矢量裕度，选取谐振控制器增益；

当1次谐振控制器和2次谐振控制器的谐振频率大于永磁同步电机双闭环PI调速系统的开环截止频率，则采用分段相位补偿方法针对电机运行在不同的转速范围时给予不同的谐振控制器相位补偿角。