[發明專利]一種轉矩觀測器極點調整的方法

在審

• 申請號: 201911402852.2
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111245324A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 李俊;劉雅蒙
• 申請（專利權）人: 深圳市合信自動化技術有限公司;深圳市科創思科技有限公司
• 主分類號: H02P21/20
• 分類號: H02P21/20
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 潘中毅

1.一種轉矩觀測器極點調整的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，編碼器采集電機機械轉速ω，電流采樣電路采集電機相電流從而得到電磁轉矩T_e，慣量辨識得到系統的總慣量J；

步驟S2，根據電機運動方程建立狀態空間方程；

步驟S3，根據系統的可觀測性判斷系統是否可以建立轉矩觀測器；

步驟S4，根據狀態方程建立轉矩觀測器；

步驟S5，根據電機轉速誤差調整轉矩觀測器極點；

步驟S6，將轉矩觀測器的觀測轉矩作為補償值輸出至電流環給定輸入。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟S2中，根據電機運動方程建立狀態空間方程具體過程為，

根據以下電機運動方程：

建立狀態空間方程如下：

進一步求解可得：

C＝[1 0]

其中，B為摩擦系數，J為系統慣量，ω'為觀測速度，T_l'為觀測轉矩，為觀測速度的導數，為觀測轉矩的導數。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟S3中，所述判斷系統是否可建立轉矩觀測器具體根據以下公式判斷系統是否具有可觀性：

其中，矩陣滿秩時，判定系統具有可觀性，確定系統為可觀系統可以建立系統的轉矩觀測器；矩陣不滿秩時，則判定不具有客觀性，不能建立轉矩觀測器，則提示調整系統可觀性。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟S4中，所述狀態方程具體為以下公式：

其中，

C＝[1 0]

。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，在步驟S4中，建立轉矩觀測器的具體過程為：

確定反饋矩陣G，即求|A-GC|的特征方程為|λI-(A-GC)|得到以下公式：

設定狀態觀測器的設定極點為-a₁,-a₂，可得到以下公式：

(λ+a₁)×(λ+a₂)＝λ²+(a₁+a₂)×λ+a₁×a₂＝0

同時上述兩個公式計算，其中忽略摩擦參數B，可得到以下公式：

k₁＝a₁+a₂

k₂＝-a₁×a₂×J

進一步得出：

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，在步驟S5中，所述根據電機轉速誤差調整轉矩觀測器極點具體為在轉速誤差較小時，提高轉矩觀測器的輸出穩定性；在轉速誤差較大時，提高轉速觀測器的收斂速度。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，在步驟S5中，所述根據電機轉速誤差調整轉矩觀測器極點具體依據以下公式進行調節：

其中，ωerr為電機轉速誤差，-a₁×ω_err,-a₂×ω_err分別為則狀態觀測器的設定極點。