【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种基于改进型扩张状态观测器的永磁同步电机自抗扰控制方法，属于永磁同步电机控制领域。
技术介绍
1、永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor，pmsm)具有体积小、功率密度高、效率高、结构简单、噪音低及动态响应快等优点，近年来被广泛应用于诸多领域，特别是在对电机性能要求较高、运行可靠性要求较强的场合，如全电飞机、电动汽车等。典型的永磁同步电机控制系统拓扑由外环转速环和内环电流环组成，转速环根据转速指令和转速反馈值计算出电流内环的电流指令，因此转速环控制性能的好坏直接决定了电机的调速性能。
2、目前，各类先进控制策略大多都对电机参数有着不同程度的依赖，为达到良好的动静态性能，传统的比例积分控制(proportional integral，pi)也需要借助电机参数来计算比例和积分增益。而在复杂运行工况下，永磁同步电机驱动系统难以避免参数频繁变化的问题，影响系统综合运行性能，难以满足高性能要求。
3、随着现代控制理论的应用以及数字控制器的快速发展，自抗扰控制(activedisturbance reiection control，adrc)以其动态响应快、抗扰性高、可靠性好、不依赖模型等优点，在电机控制领域得到了广泛地研究。而扩张状态观测器(extended stateobserver，eso)是自抗扰控制的核心，观测器的带宽影响了系统的性能，当观测器带宽增大时，系统在低频段的扰动抑制能力会提升，但是同时也会带来系统在高频段的噪声抑制能力降低等一系列问题
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于改进型扩张状态观测器的永磁同步电机自抗扰控制方法，将扰动微分项扩张为全新的状态变量，对扰动及扰动微分项进行多重观测，得到更精确的扰动估计值，在不削弱系统噪声抑制能力的同时大幅提高系统的扰动抑制能力，实现更快更稳的永磁同步电机转速环控制。
2、本专利技术为实现上述目的采用了如下的技术方案：
3、一种基于改进型扩张状态观测器的永磁同步电机自抗扰控制方法，其特征在于包括如下步骤：
4、步骤1)，根据所述永磁同步电机的转矩方程和机械运动方程，以电机转子转速ω为状态变量x1，对永磁同步电机总扰动进行建模，将内外扰动视为一个整体，将总扰动f定义为状态变量x2，在此基础上，将扰动的微分项扩张为新的状态变量x3，建立三阶状态方程；
5、步骤2)，根据三阶状态方程搭建改进型三阶扩张状态观测器，z1为状态变量x1的观测值，z2为状态变量x2的观测值，z3为状态变量x3的观测值，对扰动及扰动的微分项进行多重观测，更准确地估计总扰动量，经扰动计算输出扰动补偿值z2；
6、步骤3)，设计线性误差反馈控制律，将电机实际转速ω与给定转速ω*之间的误差输入线性误差反馈控制律得到初始电流指令值再将改进型线性扩张状态观测器估计得到的总扰动量进行反馈补偿，得到参考电流指令值
7、步骤4)，根据参考电流指令值结合控制，通过电流控制器输出电压ud和uq，依次通过坐标变化和空间矢量脉宽调制算法svpwm处理后生成逆变器的六路开关信号控制逆变器，进而通过逆变器驱动永磁同步电机正常工作，实现永磁同步电机的闭环反馈控制。
8、本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
9、(1)优化了永磁同步电机的瞬态性能，具有更快的响应速度和更小的超调量；
10、(2)改进型线性扩张状态观测器将状态方程扩张为三阶，能抵抗更复杂形式的扰动；
11、(3)在保证系统噪声抑制能力一定的同时大幅提高系统的扰动抑制能力；
12、(4)保持了系统强鲁棒性，所需要的模型参数少，受电机参数变化影响小，参数配置简单，控制灵活。
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1.一种基于改进型扩张状态观测器的永磁同步电机自抗扰控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机改进型自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤1中表贴式永磁同步电机转矩方程和机械运动方程为：
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机改进型自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤2中改进型的三阶扩张状态观测器(MESO)，结构为：
4.根据权利要求1所述的永磁同步电机改进型自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤3中将转速实测值与给定值进行误差反馈，通过线性误差反馈控制律计算，得到初始电流给定值
【技术特征摘要】
1.一种基于改进型扩张状态观测器的永磁同步电机自抗扰控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机改进型自抗扰控制方法，其特征在于，所述步骤1中表贴式永磁同步电机转矩方程和机械运动方程为：
3.根据权利要求1所述的永磁同步...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟婉玉，王慧贞，刘伟峰，陈涛，陶宇龙，于龙，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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