[发明专利]一种基于观测器的永磁同步电机控制方法

摘要

本发明提供一种基于观测器的永磁同步电机控制方法，实现电机无编码器控制技术，首先建立永磁同步电机数学模型，接着设计电流观测器，然后利用Lyapunov函数验证系统稳定性，最后通过仿真结果确定系统参数。本发明针对速度变化，设计了自适应速度反电动势观测器，由于低通滤波器造成电机位置估计误差，采用非线性拟合估算补偿方法，降低位置误差，实现电机位置精确估计。由于机械式编码器在永磁同步电机中的使用，不仅增加成本，而且降低可靠性，所以本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度应用价值。

主权项

一种基于观测器的永磁同步电机控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤1：建立凸装子结构的永磁同步电机数学模型，其在静止坐标系α,β中模型为diαdt=-RLiα+1Lvα+uαL+Tα]]>diβdt=-RLiβ+1Lvβ+uβL+Tβ]]>vα＝‑ψfωrsin(θ)vβ＝‑ψfωrcos(θ)其中iα,iβ分别为定子α,β轴的电流，uα,uβ分别为定子α,β轴的电压，vα,vβ为反电动势，R为定子电阻，L为定子电感，Tα,Tβ分别为定子α,β轴的电磁转矩，ψf为磁链，ωr、θ分别为转速和位置；步骤2：考虑参数变化，设计电流观测器为di^αdt=-RLi^α+1Lv^α+uαL+T^α-fα]]>di^βdt=-RLi^β+1Lv^β+uβL+T^β-fβ]]>其中“^”表示观测量，fα,fβ表示系统输入控制，考虑反电动势反馈回电流观测器，得到误差方程为di~αdt=-RLi~α+1Lv~α+T~α-fα]]>di~βdt=-RLi~β+1Lv~β+T~β-fβ]]>其中“～”表示误差量滑模面取为：步骤3：取速度观测器ω^·r=γ1L(i~α·sin(θ^)-i~β·cos(θ^))]]>取fα，fβ为fα=λ1·i~α·sign(i~α)]]>fβ=λ2·i~β·sign(i~β)]]>其中γ1>0,λ1>R/L、λ2>R/L为常数；步骤4：利用Lyapunov函数，验证系统稳定性；步骤5：设计自适应速度反电动势观测器v^α=ωcs+ωcKαi~αsign(i~α)]]>v^β=ωcs+ωcKβi~βsign(i~β)]]>其中Kc为常数；步骤6：对电机位置采用非线性拟合估算补偿方法，合理选取频率点，通过非线性点拟合，补偿位置误差；步骤7：由MATLAB仿真结果，判断是否需要参数调整，若需要调整，返回步骤3。