[发明专利]带有谐波抑制的永磁同步电机无速度传感器控制方法

权利要求书

1.一种带有谐波抑制的永磁同步电机无速度传感器控制方法，其特征在于，包括：

对永磁同步电机进行转速电流双闭环控制，

获取永磁同步电机的给定转速W_r^*、d轴电流给定值i_d^*、当前转速W_r、d轴电流采样值i_d和q轴电流采样值i_q；

永磁同步电机的给定转速W_r^*和所述当前转速W_r的差值Δω，经过PI调节器调节得到q轴参考电流i_q^*，

q轴参考电流i_q^*和q轴电流采样值i_q的差值，再与补偿电流做差，经过PI调节器调节得到q轴参考电压u_q，

d轴电流给定值i_d^*和d轴电流采样值i_d的差值，经过PI调节器调节得到d轴参考电压u_d，根据当前转子位置将q轴参考电压u_q和d轴参考电压u_d变换到两相静止坐标系下，生成α轴参考电压u_α和β轴参考电压u_β；

将α轴参考电压u_α和β轴参考电压u_β进行SVPWM调制，输出PWM控制波到逆变电路，输出a、b、c三相电流i_α、i_b、i_c对永磁同步电机进行控制，永磁同步电机三相电流经过坐标变换后，得到d轴电流采样值i_d和q轴电流采样值i_q，进行电流闭环，

根据d轴电流采样值i_d、q轴电流采样值i_q、q轴参考电压u_q和d轴参考电压u_d，建立模型参考自适应模块估计转速和位置；

完成对永磁同步电机进行转速电流双闭环控制；

还包括对永磁同步电机进行电流谐波抑制，

利用位置估算模型，估算永磁同步电机的当前转子位置；

根据所述α轴参考电压u_α、参考电流i_α和β轴参考电压u_β、参考电流i_β、滑模观测器估计电磁转矩脉动，计算补偿电流

滑模观测器观测反电动势，电机的电流方程形式：

其中：L_d为d轴电感，L_q为q轴电感，R_s为定子绕组电阻，w_e为转子电角速度，e_α、e_β为观测反电动势；

传统的滑模观测器的设计方程形式：

其中，为定子电流的观测值，v_α、v_β为滑模观测器控制输出，用于不断修正反电动势的观测值；

将传统的滑模观测器的设计方程与电机的电流方程做差，定子电流的误差方程为：

其中，为电流观测误差；

设计滑模控制律为：

其中，k为滑模增益，满足

当电流观测误差收敛至零，反电动势观测值e_α、e_β将被控制量v_α、v_β不断修正至能够反映真实反电动势值大小；

所以，根据观测到的反电动势e_α、e_β，测速装置测得的电机当前转速n，得到估计电磁转矩：

电磁转矩T_e经过低通滤波器得到期望转矩电磁转矩T_e与期望转矩做差得到转矩脉动ΔT_e，经公式得到补偿电流

根据q轴参考电流i_q^*与补偿电流二者做差，得到谐波降低的q轴参考电流，完成对永磁同步电机进行电流谐波抑制；

根据定子电流方程建立参考电机模型和并联可调模型，包括：

令i_q^*＝i_q，u_q^*＝u_q

则参考电机模型写成：

则并联可调模型为：

其中，L_s为定子绕组电感，R_s为定子绕组电阻，是i_d^*的估计值，是i_q^*的估计值，是u_d^*的估计值，是u_q^*的估计值，是w_e的估计值。