[发明专利]基于扩展磁链观测器的永磁同步电机定子磁链观测方法

摘要

本发明公开了一种永磁同步电机（简称PMSM）定子磁链观测方法，其特征在于，根据采集并运算得到的两相静止坐标系（简称αβ坐标系）下电机定子电压相量uαβ、定子电流相量iαβ和转子电角速度ω，基于状态观测器理论，依据永磁同步电机在αβ坐标系下的数学模型建立一种扩展磁链观测器，然后利用定子磁链与扩展磁链的关系观测定子磁链ψs。本发明能够避免采用纯积分定子磁链观测方法造成的直流偏置和积分饱和问题，也不存在改进型积分器带来的幅值和相位偏差或波形畸变问题，并且保留了纯积分定子磁链观测器参数鲁棒性好的优点。本发明只需设计最小阶观测器，利于工程实践。本发明提出的定子磁链观测方法可以应用于表贴式永磁同步电机（简称SPMSM）和插入式永磁同步电机（简称IPMSM），具有普适性好的优点。

主权项

1.一种基于扩展磁链观测器的永磁同步电机定子磁链观测方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、采集永磁同步电机在αβ坐标系下的定子电压相量u_αβ、定子电流相量i_αβ和转子电角速度ω；步骤二、在αβ坐标系下建立永磁同步电机的状态空间表达式为：ψ.αβ=ωJψαβ]]>式（1）中，ψ_αβ为扩展磁链，为ψ_αβ的微分，y为输出相量，R_s为定子电阻，L_q为交轴电感，p为微分算子，J=0-110;]]>根据式（1）建立形如式（2）的扩展磁链观测器对ψ_αβ进行观测：ψ^·αβ=ωJψ^αβ+H(uαβ-Rsiαβ-Lqpiαβ-ωJψ^αβ)---(2)]]>y^=ωJψ^αβ]]>式（2）中，为ψ_αβ的观测值，为的微分，为输出相量y的观测值，反馈增益矩阵H=1ρω-ρω1,]]>ρ为正实数；步骤三、对式（1）中第二式进行整理并积分得：∫(u_αβ-R_si_αβ)＝L_qi_αβ+ψ_αβ         （3）式（3）等式左边为定子磁链的纯积分观测表达式，由此得定子磁链与扩展磁链的关系为：ψ_s＝L_qi_αβ+ψ_αβ                  (4)根据式（4）得，在采用扩展磁链观测器实现扩展磁链观测时，定子磁链观测值的表达式为：ψ^s=L^qiαβ+ψ^αβ---(5)]]>式（5）中，为实际使用的交轴电感值。