一种电机的控制方法、控制系统和存储介质技术方案

本申请实施例公开了一种电机的控制方法，包括：根据转子dq坐标系下的电压矢量和转子dq坐标系下的反馈电流矢量，采用针对基于离散时间的电机模型的转子位置估计算法，确定出转子位置的估计信息，根据转子位置的估计信息，确定出Park变换和Park逆变换的变换参数，对三相输入电流依次进行Clark变换和Park变换，重新得到反馈电流矢量，对重新得到的反馈电流矢量和输入的转子dq坐标系下的指令电流矢量进行电流控制，重新得到电压矢量，对重新得到的电压矢量依次进行Park逆变换，SVPWM调制得到PWM脉冲波，将PWM脉冲波输入至逆变器，得到电机的输入电压。本申请实施例同时还公开了一种控制系统和存储介质。

【技术实现步骤摘要】
一种电机的控制方法、控制系统和存储介质
本申请涉及永磁同步电机的控制系统中转子位置估计
，尤其是涉及一种电机的控制方法、控制系统和存储介质。
技术介绍
目前，在高速电机应用或低开关频率的应用场合中，电机的控制系统的载波比和采样比通常不足(一般为20以下)。在此条件下，在相关技术中，针对永磁同步电机无传感器控制方案，采用滑膜观测器方案，然而，该方案中并未还考虑电机在低载波比低采样比条件下的运行。可见，传统永磁同步电机无传感器控制方案很难准确估算出电机转子位置，如此，导致电机的控制系统性能下降，效率降低，甚至出现无法运行的问题。申请内容本申请实施例期望提供一种电机的控制方法、控制系统和存储介质，以解决相关技术中当电机在低载波比低采样比的条件下永磁同步电机无传感器时很难准确估计出电机转子位置时，产生的对电机的控制效率降低，甚至导致电机无法运行的问题。本申请的技术方案是这样实现的：一种电机的控制方法，所述方法应用于控制系统中，所述控制系统的输入端与所述控制系统的输出端分别连接至电机的输入端，所述方法包括：根据接收到的所述电机的转子dq坐标系下的电压矢量和转子dq坐标系下的反馈电流矢量，采用预设的针对离散时间的电机模型的转子位置估计算法，确定出转子位置的估计信息；根据所述转子位置的估计信息，确定出Park变换的变换参数和Park逆变换的变换参数；对所述电机的三相输入电流依次进行Clark变换和Park变换，重新得到转子dq坐标系下的反馈电流矢量；对重新得到的转子dq坐标系下的反馈电流矢量和输入的转子dq坐标系下的指令电流矢量进行电流控制，重新得到转子dq坐标系下的电压矢量；对重新得到的转子dq坐标系下的电压矢量依次进行Park逆变换，SVPWM调制得到PWM脉冲波，将所述PWM脉冲波输入至逆变器，得到所述电机的输入电压以控制所述电机。一种控制系统，所述控制系统的输入端和所述控制系统的输出端分别连接至电机的输入端，包括：估计模块，用于根据接收到的所述电机的转子dq坐标系下的电压矢量和转子dq坐标系下的反馈电流矢量，采用预设的针对离散时间的电机模型的转子位置估计算法，确定出转子位置的估计信息；确定模块，用于根据所述转子位置的估计信息，确定出Park变换的变换参数和Park逆变换的变换参数；变换模块，用于对所述电机的三相输入电流依次进行Clark变换和Park变换，重新得到转子dq坐标系下的反馈电流矢量；电流控制模块，用于对重新得到的转子dq坐标系下的反馈电流矢量和输入的转子dq坐标系下的反馈电流矢量进行电流控制，重新得到转子dq坐标系下的电压矢量；电机控制模块，用于对重新得到的转子dq坐标系下的电压矢量依次进行Park逆变换，SVPWM调制得到PWM脉冲波，将所述PWM脉冲波输入至逆变器，得到所述电机的输入电压以控制所述电机。一种存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述所述的电机的控制方法。本申请实施例所提供的电机的控制方法、控制系统和存储介质，根据接收到的电机的转子dq坐标系下的电压矢量和转子dq坐标系下的反馈电流矢量，采用预设的针对离散时间的电机模型的转子位置估计算法，确定出转子位置的估计信息，根据转子位置的估计信息，确定出Park变换的变换参数和Park逆变换的变换参数，对电机的三相输入电流依次进行Clark变换和Park变换，重新得到转子dq坐标系下的反馈电流矢量，对重新得到的转子dq坐标系下的反馈电流矢量和输入的转子dq坐标系下的指令电流矢量进行电流控制，重新得到转子dq坐标系下的电压矢量，对重新得到的转子dq坐标系下的电压矢量依次进行Park逆变换，空间矢量脉冲调制(SVPWM，SpaceVectorPulseWidthModulation)调制和得到脉冲宽度调制(PWM，PulseWidthModulation)脉冲波，将PWM脉冲波输入至逆变器，得到电机的输入电压以控制电机；也就是说，通过预设的针对基于离散时间的电机模型的转子位置估计算法，在无需转子位置传感器的情况下，在电机运行与低载波比低采样比的条件下能够精确地估计出转子位置，这样，得到精确地转子位置使得整个控制系统基于精确地转子位置能够获知电机的运转情况，使得控制系统能够有效地实现对电机的输入电压的控制，从而提高了控制系统对电机的控制效率，进而提高了电机的性能，保证电机的稳定运行。附图说明图1为相关技术中滑膜观测器的结构示意图；图2为本申请实施例提供的一种可选的电机的控制方法的流程示意图；图3为本申请实施例提供的一种可选的电机的控制系统的实例的结构示意图；图4为本申请实施例提供的一种可选的转子位置估计算法的实例的流程示意图；图5为本申请实施例提供的一种可选的锁相环的实例的结构示意图；图6为本申请实施例提供的另一种可选的电机的控制系统的实例的结构示意图；图7为本申请实施例提供的又一种可选的电机的控制系统的实例的结构示意图；图8为本申请实施例提供的一种可选的控制系统的结构示意图。具体实施方式为了更好地了解本申请的目的、结构及功能，下面结合附图，对本申请的一种电机的控制方法、控制系统做进一步详细的描述。在对本申请所提供的电机的控制方法进行说明之前，首先相关技术中的相关知识进行解释说明。在高速电机应用或低开关频率的应用场合中，控制系统的载波比和采样比通常不足，一般为20以下，在此条件下，传统永磁同步电机无传感器控制方案很难准确估算出电机转子位置，导致控制系统性能下降，效率降低，甚至无法运行。在相关技术中，有多种永磁同步电机无传感器控制方案，图1为相关技术中滑膜观测器的结构示意图，如图1所示，基于电机模型的滑膜电流观测器对输入端的信号vs*，z和es*进行处理，得到bang-bang控制器对和反馈信号is进行处理，得到信号z，低通滤波器对信号z进行处理，得到信号磁通角计算器对信号进行处理，得到将另一磁通角计算器处理ω*得到的值与求和，就可以得到转子位置信息中的转子电角度然而，上述滑膜观测器的方案并未考虑电机在低载波比低采样比条件下运行的情况，所以，该方案估计出的转子位置信息在该条件下也很难准确估计出转子的位置信息。具体来说，现有的永磁同步电机矢量控制方案需要维持在较高的载波比(fc/f0)和采样比(fs/f0)条件下，其中，fc为载波频率，fs为电流采样频率、f0为电机基频，但是，在一些特殊场合，例如，高速电机应用中，电机的基频(f0)可能超过1kHz，而载波频率(fc)和电流采样频率(fs)一般在10kHz到20kHz之间。又如，在大功率永磁同步电机应用中，虽然电机基频不高(f0＝100Hz)，但载波频率(fc)和电流采样频率(fs)受到开关损耗限制，最高只能设置到1kHz到2kHz。在以上两种场合，电机的载波比(fc/f0)和采样比(fs/f本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机的控制方法，其特征在于，所述方法应用于控制系统中，所述控制系统的输入端与所述控制系统的输出端分别连接至电机的输入端，所述方法包括：/n根据接收到的所述电机的转子dq坐标系下的电压矢量和转子dq坐标系下的反馈电流矢量，采用预设的针对离散时间的电机模型的转子位置估计算法，确定出转子位置的估计信息；/n根据所述转子位置的估计信息，确定出Park变换的变换参数和Park逆变换的变换参数；/n对所述电机的三相输入电流依次进行Clark变换和Park变换，重新得到转子dq坐标系下的反馈电流矢量；/n对重新得到的转子dq坐标系下的反馈电流矢量和输入的转子dq坐标系下的指令电流矢量进行电流控制，重新得到转子dq坐标系下的电压矢量；/n对重新得到的转子dq坐标系下的电压矢量依次进行Park逆变换，SVPWM调制得到PWM脉冲波，将所述PWM脉冲波输入至逆变器，得到所述电机的输入电压以控制所述电机。/n

【技术特征摘要】
1.一种电机的控制方法，其特征在于，所述方法应用于控制系统中，所述控制系统的输入端与所述控制系统的输出端分别连接至电机的输入端，所述方法包括：
根据接收到的所述电机的转子dq坐标系下的电压矢量和转子dq坐标系下的反馈电流矢量，采用预设的针对离散时间的电机模型的转子位置估计算法，确定出转子位置的估计信息；
根据所述转子位置的估计信息，确定出Park变换的变换参数和Park逆变换的变换参数；
对所述电机的三相输入电流依次进行Clark变换和Park变换，重新得到转子dq坐标系下的反馈电流矢量；
对重新得到的转子dq坐标系下的反馈电流矢量和输入的转子dq坐标系下的指令电流矢量进行电流控制，重新得到转子dq坐标系下的电压矢量；
对重新得到的转子dq坐标系下的电压矢量依次进行Park逆变换，SVPWM调制得到PWM脉冲波，将所述PWM脉冲波输入至逆变器，得到所述电机的输入电压以控制所述电机。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据接收到的所述电机的转子dq坐标系下的电压矢量和转子dq坐标系下的反馈电流矢量，采用预设的针对离散时间的电机模型的转子位置估计算法，确定出转子位置的估计信息，包括：
根据所述转子dq坐标系下的电压矢量和所述转子dq坐标系下的反馈电流矢量，采用预设的针对离散时间的电机模型的观测器，确定出所述电机的反电动势矢量的估计值；
从所述反电动势矢量的估计值中提取出所述电机的转子位置的估计信息。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述转子dq坐标系下的电压矢量和所述转子dq坐标系下的反馈电流矢量，采用预设的针对离散时间的电机模型的观测器，确定出所述电机的反电动势矢量的估计值，包括：
确定出所述控制系统的第一控制参数，所述控制系统的第二控制参数和所述控制系统的第三控制参数；
根据所述第一控制参数，所述第二控制参数，所述第三控制参数，所述转子dq坐标系下的电压矢量和所述转子dq坐标系下的反馈电流矢量，确定出所述转子dq坐标系下的电压矢量的估计值；
根据所述转子dq坐标系下的电压矢量和所述转子dq坐标系下的电压矢量的估计值，确定出所述反电动势矢量的估计值。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用如下公式计算得到所述转子dq坐标系下的电压矢量的估计值：



其中，idq[k]为第k次采样得到的转子dq坐标系下的反馈电流矢量，为第k+1次采样中转子dq坐标系下的反馈电流矢量的估计值，为第k次采样中转子dq坐标系下的反馈电流矢量的估计值，udq[k-1]为第k-1次采样中转子dq坐标系下的电压矢量的估计值，为第k次采样中转子dq坐标系下的反电动势矢量的估计值，Φ为所述第一控制参数，Γu为所述第二控制参数，Γe为所述第三控制参数，G1为观测器的第一反馈增益。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用如下公式计算得到所述反电动势矢量的估计值：



其中，idq[k]为第k次采样得到的转子dq坐标系下的反馈电流矢量，为第k+1次采样中转子dq坐标系下的反电动势矢量的估计值，为第k次采样中的转子dq坐标系下的反电动势矢量的估计值，G2为所述观测器的第二反馈增益，为第k次采样中转子dq坐标系下的反馈电流矢量的估计值。

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【专利技术属性】
技术研发人员：杨雷，宾宏，诸自强，
申请(专利权)人：广东美的白色家电技术创新中心有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44