【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机控制领域，特别涉及针对i-f启动阶段转速振荡明显、抗扰动能力差等问题，提出了一种改进型i-f控制策略，并且在中高速域向滑模观测器切换时发生的转速波动、转矩振荡提出了一种平滑切换的方法。
技术介绍
1、永磁同步电机(permanent magnet synchronous machine，pmsm)无传感器控制对于降低系统成本以及提高系统可靠性具有重要的意义，在无人机、电动汽车等领域应用广泛。在低速运行时，永磁同步电机的反电动势不易精准检测，因此无法使用基波模型进行转子角度估计，所以目前应用较多的有v/f控制与i-f控制。其中开环v/f控制保持电机的电压和频率之比固定，是转速环和电流环完全开环的控制方式，但是，最佳v/f曲线的整定比较困难，容易造成电机过流问题。而i-f控制是转速环开环、电流环闭环的结构，不易造成过流且整定过程简单，只需根据负载选择合适的电流阈值，但由于转速仍属于开环控制，在机械阻尼较小时，拖动过程中常伴随持续的转速振荡，甚至产生中频不稳定现象。另外，由于i-f控制的转速环仍是开环结构，在向中高速区基于基波数学模型的方法切换时，往往会出现比较明显的转速波动且切换时间较长。综上所述，无位置控制在开环i-f起动阶段及向转速闭环控制切换过程中往往会出现转速振荡明显、切换时间长、抗扰动能力差等问题。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提出一种高效的永磁同步电机改进型i-f控制策略，
2、本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种永磁同步电机
3、(1)采用id*＝0控制，给定iq*和开环转速ωe*斜坡，拖动电机开始旋转，同时使用开环d轴电压微分补偿开环频率给定的策略抑制转速振荡。
4、(2)当达到滑模观测器的工作转速后，根据角度误差，使用park变换旋转电流矢量idq*并同步补偿开环坐标系角度θe′。当θe′等于位置观测器得到的真实角度θe时，切换角度和iq*，进入正常转速闭环控制。
5、(3)在进入转速闭环控制后，根据一定轨迹将id*减小到0，完成整个电机起动过程。
6、上述永磁同步电机改进型i-f控制策略，所述步骤1)具体过程为：通过给定iq*和开环转速ωe*斜坡，拖动电机开始旋转，同时使用开环d轴电流微分补偿开环频率给定，补偿公式为：
7、
8、其中δω1为补偿项，k为常数，vd′为d轴电压，l为电感。
9、上述永磁同步电机改进型i-f控制策略，所述步骤2)具体过程为：当达到滑模观测器的工作转速后，根据角度误差，使用park变换旋转电流矢量idq*并同步补偿开环坐标系角度θe′。当θe′等于位置观测器得到的真实角度θe时，切换角度和iq*，进入正常转速闭环控制，该策略在切换过程中保持电流矢量idq*相对真实转子q轴的夹角θl不变，从而不会引起机械动态，即：
10、
11、为此，在每个控制周期通过park变换改变idq*的相角
12、
13、并同步调整开环d′q′坐标系角度θe′，则：
14、
15、其中
16、δω2＝kisgnθerr
17、θerr＝θ′e_new-θest
18、式中，ki为积分增益，sgn()为符号函数，θest为滑模观测器估计出的真实转子角度θe。当idq*的相位达到(π/2-θl)时，补偿后的开环角度θe′达到真实转子角度θe
19、
20、θ′e＝θe
21、此时即可实现无误差的角度切换和无转矩波动的iq*切换，进入转速闭环控制
22、根据权利要求1所述的永磁同步电机改进i-f启动策略，其特征在于，所述步骤3)具体过程为：在进入转速闭环控制后，根据一定轨迹将id*减小到0，完成整个电机起动过程。
23、本专利技术的有益效果在于：使用开环d轴电压微分补偿开环频率给定，抑制了转速振荡，并基于电流动态与角度动态解耦的切换策略，提高了i-f控制向转速闭环控制切换的平滑性和抗负载扰动能力，具有一定的工程应用前景。
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1.一种永磁同步电机改进I-f启动策略，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I-f启动策略，其特征在于，所述步骤1)具体过程为：通过给定iq*和开环转速ωe*斜坡，拖动电机开始旋转，同时使用开环d轴电流微分补偿开环频率给定，补偿公式为：
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机改进I-f启动策略，其特征在于，所述步骤2)具体过程为：当达到滑模观测器的工作转速后，根据角度误差，使用Park变换旋转电流矢量idq*并同步补偿开环坐标系角度θe′。当θe′等于位置观测器得到的真实角度θe时，切换角度和iq*，进入正常转速闭环控制，该策略在切换过程中保持电流矢量idq*相对真实转子q轴的夹角θL不变，从而不会引起机械动态，即：
4.根据权利要求1所述的永磁同步电机改进I-f启动策略，其特征在于，所述步骤3)具体过程为：在进入转速闭环控制后，根据一定轨迹将id*减小到0，完成整个电机起动过程。
【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机改进i-f启动策略，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i-f启动策略，其特征在于，所述步骤1)具体过程为：通过给定iq*和开环转速ωe*斜坡，拖动电机开始旋转，同时使用开环d轴电流微分补偿开环频率给定，补偿公式为：
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机改进i-f启动策略，其特征在于，所述步骤2)具体过程为：当达到滑模观测器的工作转速后，根据角度误差，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李福，陈双琛，赵怡妮，蒋云泽，谭强，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：
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