内嵌式永磁同步电机矢量控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供的内嵌式永磁同步电机矢量控制方法及系统，获取当前时刻的定子电压、定子电流、转子磁链角速度和辨识的等效反电动势；输入滑模观测模型，输出一阶滤波角度补偿后的预估反电动势；基于预估反电动势确定两相预估反电动势，并进行锁相环处理，得到辨识的转子位置和辨识的转子角速度；利用得到的结果控制电机矢量的输出。在本方案中，滑模观测模型采用包括滑模控制函数和一阶低通滤波电路的设计，利用该模型得到预估反电动势，能有效抑制由开关函数抖动造成辨识的转子位置抖动，由带主动阻尼功能的锁相环对预估反电动势进行锁相环处理，能得到辨识的转子位置和辨识的转子角速度，利用得到的结果控制电机矢量的输出，提高系统运行的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
内嵌式永磁同步电机矢量控制方法及系统
本专利技术涉及电机控制
，尤其涉及一种内嵌式永磁同步电机矢量控制方法及系统。
技术介绍
相比于标贴式永磁同步电机而言，内嵌式永磁同步电机可以利用磁阻转矩来获得更高的效率，因此，内嵌式永磁同步电机被广泛应用于新能源汽车领域。目前，针对内嵌式永磁同步电机的矢量控制系统中，通常采用旋转变压器检测转子位置和转子转速信息。但是，内嵌式永磁同步电机的工作环境复杂恶劣，旋转变压器一旦出现故障，则无法保证系统的稳定性。对此，本领域技术人员亟需解决现有技术中旋转变压器出现故障，则无法保证内嵌式永磁同步电机的矢量控制系统的稳定性的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种内嵌式永磁同步电机矢量控制方法及系统，以解决现有技术中旋转变压器出现故障，则无法保证内嵌式永磁同步电机的矢量控制系统的稳定性的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一方面，本专利技术实施例提供一种内嵌式永磁同步电机矢量控制方法，所述方法包括：获取当前时刻内嵌式永磁同步电机运行过程中的定子电压us(k)、定子电流is(k)、转子磁链角速度ωe和辨识的等效反电动势将所述定子电压us(k)、所述定子电流is(k)、滑模控制函数z、所述转子磁链角速度ωe和所述辨识的等效反电动势输入预先构建的滑模观测模型中进行处理，输出一阶滤波角度补偿后的预估反电动势所述滑模观测模型基于两相静止α-β坐标系下的定子电压、辨识的定子电流、给定的定子电压、滑模控制函数z和一阶低通滤波电路构建；基于所述预估反电动势得到两相静止α-β坐标系下的α相预估反电动势和β相预估反电动势利用预先建立的锁相环对所述α相预估反电动势和β相预估反电动势进行锁相环处理，得到辨识的转子位置和辨识的转子角速度所述锁相环具有主动阻尼功能；利用所述辨识的转子位置和辨识的转子角速度控制内嵌式永磁同步电机矢量的输出。可选的，所述构建滑模观测模型的过程包括：获取两相静止α-β坐标系下的定子电压；基于所述定子电压获取两相静止α-β坐标系下的定子电流；确定采用饱和函数指示的滑模控制函数，利用一阶低通滤波电路对滑模控制函数进行一阶低通滤波，得到辨识的等效反电动势；利用滑模变结构控制理论、所述两相静止α-β坐标系下的定子电流、所述滑模控制函数和所述辨识的等效反电动势构建对应滑模观测器的数学模型；对所述数学模型进行离散处理，得到所述滑模观测器的离散数学模型；利用所述离散数学模型、所述滑模控制函数和所述一阶低通滤波电路构建滑模观测模型。可选的，所述利用所述离散数学模型、所述滑模控制函数和所述一阶低通滤波电路构建滑模观测模型之后，还包括：基于所述一阶低通滤波电路的截止频率确定相位延迟角；利用所述相位延迟角对所述滑模观测模型进行延迟补偿，得到新的滑模观测模型。可选的，所述利用预先建立的锁相环对所述α相预估反电动势和β相预估反电动势进行锁相环处理，得到辨识的转子位置和辨识的转子角速度包括：比较所述α相预估反电动势和β相预估反电动势得到差值e，所述差值利用Ki/s和锁相环阻尼系数Ka对所述差值e进行处理，得到辨识的转子角速度其中，Ka＝2ωc，ωc为锁相环的截止频率ωc，Ke为等效反电动势系数，s为微分算子；利用1/s对所述辨识的转子角速度进行处理，得到辨识的转子位置另一方面，本专利技术实施例提供一种内嵌式永磁同步电机矢量控制系统，所述系统包括：获取单元，用于获取当前时刻内嵌式永磁同步电机运行过程中的定子电压us(k)、定子电流is(k)、转子磁链角速度ωe和辨识的等效反电动势反电动势预估单元，用于将所述定子电压us(k)、定子电流is(k)、滑模控制函数z、所述转子磁链角速度ωe和所述辨识的等效反电动势输入预先构建的滑模观测模型中进行处理，输出一阶滤波角度补偿后的预估反电动势所述滑模观测模型基于两相静止α-β坐标系下的定子电压、辨识的定子电流、给定的定子电压、滑模控制函数z和一阶低通滤波电路构建；基于所述预估反电动势得到两相静止α-β坐标系下的α相预估反电动势和β相预估反电动势锁相环处理单元，用于利用预先建立的锁相环对所述α相预估反电动势和β相预估反电动势进行锁相环处理，得到辨识的转子位置和辨识的转子角速度所述锁相环具有主动阻尼功能；控制单元，用于利用所述辨识的转子位置和辨识的转子角速度控制内嵌式永磁同步电机矢量的输出。可选的，所述系统还包括：构建单元，所述构建单元包括：第一获取模块，用于获取两相静止α-β坐标系下的定子电压；第二获取模块，用于基于所述定子电压获取两相静止α-β坐标系下的定子电流；一阶低通滤波模块，用于确定采用饱和函数指示的滑模控制函数，利用一阶低通滤波电路对滑模控制函数进行一阶低通滤波，得到辨识的等效反电动势；构建模块，用于利用滑模变结构控制理论、所述两相静止α-β坐标系下的定子电流、所述滑模控制函数和所述辨识的等效反电动势构建对应滑模观测器的数学模型；对所述数学模型进行离散处理，得到所述滑模观测器的离散数学模型；利用所述离散数学模型、所述滑模控制函数和所述一阶低通滤波电路构建滑模观测模型。可选的，所述构建单元，还包括：延迟补偿模块，用于基于所述一阶低通滤波电路的截止频率确定相位延迟角，利用所述相位延迟角对所述构建模块构建的所述滑模观测模型进行延迟补偿，得到新的滑模观测模型。可选的，所述利用预先建立的锁相环对所述α相预估反电动势和β相预估反电动势进行锁相环处理，得到辨识的转子位置和辨识的转子角速度的锁相环处理单元，还包括：比较模块，用于比较所述α相预估反电动势和β相预估反电动势得到差值e，所述差值处理模块，用于利用Ki/s和锁相环阻尼系数Ka对所述差值e进行处理，得到辨识的转子角速度其中，Ka＝2ωc，ωc为锁相环的截止频率ωc，Ke为等效反电动势系数，s为微分算子；利用1/s对所述辨识的转子角速度进行处理，得到辨识的转子位置基于上述本专利技术实施例提供的内嵌式永磁同步电机矢量控制方法及系统，获取当前时刻内嵌式永磁同步电机运行过程中的定子电压、定子电流、转子磁链角速度和辨识的等效反电动势；将定子电压、定子电流、转子磁链角速度和辨识的等效反电动势输入预先构建的滑模观测模型中进行处理，输出一阶滤波角度补偿后的预估反电动势，所述滑模观测模型基于两相静止α-β坐标系下的定子电压、辨识的定子电流、给定的定子电压、滑模控制函数和一阶低通滤波电路构建；基于预估反电动势得到两相静止α-β坐标系下的α相预估反电动势和β相预估反电动势；利用预先建立的锁相环对α相预估反电动势和β相预估反电动势进行锁相环处理，得到辨识的转子位置和辨识的转子角速度，所述锁相环具有主动阻尼功能；利用辨识的转子位置和辨识的转子角速度控制内嵌式永磁同步电机矢量的输出。由此可见，在本专利技术实施例提供的方案中，滑模观测模型采用包括滑模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内嵌式永磁同步电机矢量控制方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取当前时刻内嵌式永磁同步电机运行过程中的定子电压u

【技术特征摘要】
1.一种内嵌式永磁同步电机矢量控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前时刻内嵌式永磁同步电机运行过程中的定子电压us(k)、定子电流is(k)、转子磁链角速度ωe和辨识的等效反电动势
将所述定子电压us(k)、所述定子电流is(k)、滑模控制函数z、所述转子磁链角速度ωe和所述辨识的等效反电动势输入预先构建的滑模观测模型中进行处理，输出一阶滤波角度补偿后的预估反电动势所述滑模观测模型基于两相静止α-β坐标系下的定子电压、辨识的定子电流、给定的定子电压、滑模控制函数z和一阶低通滤波电路构建；
基于所述预估反电动势得到两相静止α-β坐标系下的α相预估反电动势和β相预估反电动势
利用预先建立的锁相环对所述α相预估反电动势和β相预估反电动势进行锁相环处理，得到辨识的转子位置和辨识的转子角速度所述锁相环具有主动阻尼功能；
利用所述辨识的转子位置和辨识的转子角速度控制内嵌式永磁同步电机矢量的输出。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建滑模观测模型的过程包括：
获取两相静止α-β坐标系下的定子电压；
基于所述定子电压获取两相静止α-β坐标系下的定子电流；
确定采用饱和函数指示的滑模控制函数，利用一阶低通滤波电路对滑模控制函数进行一阶低通滤波，得到辨识的等效反电动势；
利用滑模变结构控制理论、所述两相静止α-β坐标系下的定子电流、所述滑模控制函数和所述辨识的等效反电动势构建对应滑模观测器的数学模型；
对所述数学模型进行离散处理，得到所述滑模观测器的离散数学模型；
利用所述离散数学模型、所述滑模控制函数和所述一阶低通滤波电路构建滑模观测模型。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述离散数学模型、所述滑模控制函数和所述一阶低通滤波电路构建滑模观测模型之后，还包括：
基于所述一阶低通滤波电路的截止频率确定相位延迟角；
利用所述相位延迟角对所述滑模观测模型进行延迟补偿，得到新的滑模观测模型。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用预先建立的锁相环对所述α相预估反电动势和β相预估反电动势进行锁相环处理，得到辨识的转子位置和辨识的转子角速度包括：
比较所述α相预估反电动势和β相预估反电动势得到差值e，所述差值
利用Ki/s和锁相环阻尼系数Ka对所述差值e进行处理，得到辨识的转子角速度其中，Ka＝2ωc，ωc为锁相环的截止频率ωc，Ke为等效反电动势系数，s为微分算子；
利用1/s对所述辨识的转子角速度进行处理，得到辨识的转子位置


5.一种内嵌式永磁同步电机矢量控制系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：高乐，孙楠楠，陈文淼，赵强，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37