[发明专利]一种基于id=0控制的表贴式永磁同步电主轴矢量控制方法

权利要求书

1.一种基于id＝0控制的表贴式永磁同步电主轴矢量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)将永磁同步电主轴的实际转速与给定转速的差值作为模糊PI调节器的输入，模糊PI调节器对输入的电流进行筛选，计算出电主轴的q轴电流i_q；

步骤2)将模糊PI控制器输出的q轴电流i_q和d轴电流i_d＝0作为输入，再与闭环电流作差经过线性自抗扰电流控制器，得到直轴定子电压u_d和交轴定子电压u_q；

步骤3)根据电压u_α和电压u_β经过SVPWM变换，作用在主电路逆变器上的功率开关器件，实现永磁同步电主轴的id＝0控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于id＝0控制的表贴式永磁同步电主轴矢量控制方法，其特征在于，所述模糊PI控制器位于速度环，所述模糊PI控制器将电主轴反馈回来的转速进行与系统给定值进行实时计算，得到模糊控制器所需的转速误差e与转速误差变化率e_c，模糊PI调节器的Δk_p、Δk_i两个参数作为输出量，利用提出的模糊规则对转速误差e与转速误差变化率e_c进行模糊推理，最后查询模糊矩阵表进行参数调整。

3.根据权利要求1所述的一种基于id＝0控制的表贴式永磁同步电主轴矢量控制方法，其特征在于，所述线性自抗扰电流控制器将电流i_q通过线性扩张观测器后输出z₁、z₂，z₁为输出的电流观测值；z₂输出的扰动观测值；z₂直接输入到线性误差反馈中，将z₁和电机反馈的电流进行作差输入到线性状态误差反馈中，通过线性误差反馈进行实时的补偿，消除扰动；所述线性扰动补偿控律为：K为比例增益。

4.根据权利要求1所述的一种基于id＝0控制的表贴式永磁同步电主轴矢量控制方法，其特征在于，步骤1)中所述的永磁同步电主轴为表贴式永磁同步电主轴，数学建模为：

表贴式永磁同步电主轴在d-q旋转坐标系的电压和磁链方程表示为

电磁转矩和运动方程为

对于表贴式永磁同步电主轴有L_d＝L_q，式(3)简化为

式中：u_q、u_d为定子绕组q-d轴的电压、i_q、i_d为定子绕组q-d轴的电流、Ψ_q、Ψ_d为定子绕组q-d轴的磁链、L_q、L_d为定子绕组q-d轴的电感；Ψ_f为电主轴内部转子永磁体产生的励磁磁场的基波磁链；R_s为定子电阻；T_e为电磁转矩；B为黏性摩擦系数；J为电主轴转子上的转动惯量，包括所施加的负载；ω_m为转子机械角速度；T_L为负载转矩。