[發明專利]一種永磁同步電機自抗擾無位置傳感器控制方法及控制裝置

有效

• 申請號: 201910458220.1
• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN110165959B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 王高林;劉然;張國強;趙楠楠;李成睿;王奇維;徐殿國
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18;H02P21/13;H02P6/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高倩

1.一種永磁同步電機自抗擾無位置傳感器控制方法，所述方法包括如下步驟：

S1、在估計的直軸注入高頻方波電壓信號，根據αβ軸系的電流響應，利用正、負注入周期內電流變化量作差的方法消除電壓誤差對轉子位置估計產生的不利影響，估計轉速和轉子位置信息；

S2、根據擾動估計精度和擾動估計速度，建立非線性函數；

S3、利用S2建立的非線性函數構建級聯的非線性擴張狀態觀測器，對S1估計轉速時的總和擾動進行估計，并根據估計的轉速和總和擾動設計控制律，利用該控制律對永磁同步電機進行控制；

其特征在于，所述S2中的非線性函數為：

其中，e表示轉速跟蹤誤差，2δ表示線性段區間長度，α表示非線性段區間的冪次。

2.根據權利要求1所述的永磁同步電機自抗擾無位置傳感器控制方法，其特征在于，所述S1包括：

S11、在估計的直軸注入高頻方波電壓信號后，根據αβ軸系的電流響應，獲得正、負注入周期內兩相αβ靜止坐標系下的電流變化量和

S12、當根據和分別獲得兩相αβ靜止坐標系下正注入周期內電流變化量與負注入周期內電流變化量差值的標幺化結果

其中，θ_e為實際轉子位置，為估計轉子位置，為轉子位置誤差，Δi_{α_pu}表示α軸正注入周期內電流變化量與負注入周期內電流變化量差值的標幺化結果，Δi_{β_pu}表示β軸正注入周期內電流變化量與負注入周期內電流變化量差值的標幺化結果；

S13、根據結合控制誤差利用觀測器控制ε收斂至零，獲取估計轉子位置和估計轉速

3.根據權利要求2所述的永磁同步電機自抗擾無位置傳感器控制方法，其特征在于，

U_h表示注入高頻方波電壓信號幅值，和分別表示估計的軸電壓誤差，ΔT表示采樣周期，L_d和L_q分別表示實際的d軸和q軸電感。

4.根據權利要求1所述的永磁同步電機自抗擾無位置傳感器控制方法，其特征在于，S31中，級聯的非線性擴張狀態觀測器包括：非線性擴張狀態觀測器NLESO1和非線性擴張狀態觀測器NLESO2，所述非線性擴張狀態觀測器NLESO1用于估計初步擾動，非線性擴張狀態觀測器NLESO2用于估計剩余擾動；

非線性擴張狀態觀測器NLESO1和非線性擴張狀態觀測器NLESO2的模型分別為：

和

其中，e₁表示NLESO1的轉速跟蹤誤差，z₁表示NLESO1的轉速跟蹤值，z₂表示初步擾動估計值，s₁表示NLESO2的轉速跟蹤值，s₂表示剩余擾動估計值，I_s為定子電流幅值，e₂表示NLESO2的轉速跟蹤誤差，表示控制輸入增益的估計值，β₀₁，β₀₂，β₀₃，β₀₄均為觀測器增益。

5.根據權利要求4所述的永磁同步電機自抗擾無位置傳感器控制方法，其特征在于，S32中，控制律為：

其中，k_p為比例增益，ω_e^*為給定轉速，表示估計轉速，u₀表示比例控制器的輸出信號。