[发明专利]一种新型无位置传感器的开关磁阻电机控制方法及系统

权利要求书

1.一种新型无位置传感器的开关磁阻电机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，实时获取开关磁阻电机的相电流和相应的相电压，并根据所述开关磁阻电机的相电流和相应的相电压计算相磁链；

S2，根据预先得到的转子位置角，以及所述相磁链，计算出估计相电流值；

S3，将所述估计相电流值和开关磁阻电机的相电流采样值作比较，得到误差函数；

S4，采用滑模状态观测器微分方程计算得到电机转子转速；

S5，根据所述误差函数和所述电机转子转速，采用sigmoid函数作为开关函数，计算出转子位置角，所述转子位置角用于控制所述开关磁阻电机的工作状态；

S6，循环执行步骤S1～S5，使得所述开关磁阻电机保持恒定的转速。

2.如权利要求1所述的一种新型无位置传感器的开关磁阻电机控制方法，其特征在于，步骤S1中，所述相磁链的计算公式为：

Ψ_j^＝∫₀^t(v_j(τ)-i_j(τ)r_j)dτ

其中，Ψ_j^为j相电机磁链，v_j为j相电压，i_j为j相电流，r_j为j相电阻，τ是积分运算中的时间参数，t是积分时间的终止时刻。

3.如权利要求1所述的一种新型无位置传感器的开关磁阻电机控制方法，其特征在于，步骤S2中所述估计相电流值的计算公式为：

其中，为电机j相估计相电流值，

f_j(θ^)＝0.1045-0.1017cos(N_r*θ^-(j-1)*2*π/m)

θ^∧是转子位置角，m是相电流或相电压的总相数，j∈(0，m)，j是相电流或相电压的下标编号，Ψ_s为饱和磁链值，Ψ_j^为相电机磁链，N_r为电机转子极数。

4.如权利要求1所述的一种新型无位置传感器的开关磁阻电机控制方法，其特征在于，步骤S3中，所述误差函数为：

其中，e_f为相电流差值，为电机j相估计相电流值，i_j为j相电机采样电流值，N_r为电机转子极数，N_ph为电机相数。

5.如权利要求1所述的一种新型无位置传感器的开关磁阻电机控制方法，其特征在于，步骤S4中所述电机转子转速的计算公式为：

其中，B为粘性摩擦系数，J为转动惯量，为电磁转矩估计值，为负载转矩估计值，k_θ是观测器转子位置角增益，k_w为观测器转速增益，w是转速，是转速的导数。

6.如权利要求5所述的一种新型无位置传感器的开关磁阻电机控制方法，其特征在于，电磁转矩估计值的计算公式为：

式中，θ^∧是转子位置角，B为粘性摩擦系数，J为转动惯量，T_e^为电磁转矩估计值，为负载转矩估计值。

7.如权利要求1所述的一种新型无位置传感器的开关磁阻电机控制方法，其特征在于，步骤S5中所述转子位置角的计算公式为

θ^∧＝w+k_θsigmoid(e_f)

其中，sigmoid()函数为电机新型开关函数，e_f为相电流差值，w为转速，k_θ是观测器转子位置角增益。

8.如权利要求7所述的一种新型无位置传感器的开关磁阻电机控制方法，其特征在于，所述sigmoid()函数的公式为：

其中，μ是指数系数，e是自然对数。

9.一种新型无位置传感器的开关磁阻电机控制系统，包括开关磁阻电机、控制器、功率变换器和驱动电路，控制器输出端连接驱动电路，驱动电路的输出端连接功率变换器，功率变换器输出端连接开关磁阻电机，其特征在于，还包括新型滑模观测器，所述新型滑模观测器采用如权利要求1-8任一所述的一种新型无位置传感器的开关磁阻电机控制方法，计算出转子位置角，所述控制器根据所述转子位置角控制功率变换器和驱动电路，使得所述开关磁阻电机保持恒定的转速。