[发明专利]开关磁阻电机相电流估测方法

说明书

由于目前开关磁阻电机不存在可观测的电流模型，因此无法采用闭环观测方法估测电流。本发明提出了一种开关磁阻电机相电流估测方法。该方法建立的相电流模型不包含微分方程，因此不需要闭环校正。该相电流模型具有结构简单和精度高的特点，保证了相电流的计算实时性和估测精度。由于相电流估测方法减少了开关磁阻电机系统中电流传感器的数量，因此降低了系统成本并提高了系统可靠性。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机传感器领域。

背景技术

在控制系统中，传感器是获得时变参数的常用手段。然而，由于传感器的使用会导致系统成本的上升以及可靠性的降低。各种代替传感器的时变参数估测方法不断被提出。然而，到目前为止，对于开关磁阻电机，关于电流的可观测模型尚未被找到。因此，传统的闭环观测器方法无法用于开关磁阻电机的电流估测。为降低开关磁阻电机系统的成本及提高其可靠性，有必要研究一种适合于开关磁阻电机的电流估测方法。

发明内容

本发明提出的开关磁阻电机相电流估测方法如下。

一种开关磁阻电机相电流估测方法，其特征在于：

该开关磁阻电机相电流估测方法对应的开关磁阻电机上安装有一个测量相电流总和的电流传感器。开关磁阻电机的功率变换器采用不对称半桥功率变换器或其它适用于开关磁阻电机的功率变换器。所述相电流估测方法依次包括以下步骤：

1、建立相电流的计算模型；

2、建立开关磁阻电机的电磁转矩解析表达式；

3、对所述步骤2中的电磁转矩解析表达式进行误差补偿；

4、确定所述相电流计算模型的在线计算方式。

所述的相电流计算模型如下：

其中，T(i_c1，θ_c1)为前一相导通绕组电流产生的电磁转矩，T(i_c2，θ_c2)为后一相导通绕组电流产生的电磁转矩，i_c1为前一相导通绕组电流值，i_c2为后一相导通绕组电流值，θ_c1为前一导通相的相对转子位置，θ_c2为后一导通相的相对转子位置，相对转子位置为转子相对定子的位置，某一相的相对转子位置即转子相对该相定子的位置。T_L为负载转矩，J为转动惯量，D为粘性摩擦系数，acc为电机转子的角加速度，ω为电机转子的角速度，i_s为所述电流传感器的电流测量值，该电流测量值为相电流总和。

采用分段建模方法建立所述电磁转矩解析表达式，依相对转子位置进行分段，在每个相对转子位置区间的电磁转矩解析表达式如下：

其中，T(i，θ)为电磁转矩，i为相电流值，θ为相对转子位置，D_x(θ)为关于相对转子位置的给定表达式，C_x(i)为关于相电流的待定表达式。C_x(i)的求解方法如下：

其中，θ_y为某一固定的相对转子位置，T_y(i，θ_y)为θ_y处的电磁转矩表达式。式(4)满足如下两个条件：①(D_x(θ₁)，D_x(θ₂)…D_x(θ_n))为线性无关向量组；②m＝n。求解式(4)，得到C_x(i)的表达式，由此得到电磁转矩解析表达式。

由于所述的电磁转矩解析表达式存在误差，因此