1.基于负载力矩估算的永磁同步电机力位混合控制系统，包括永磁同步电机，其特征在于:所述永磁同步电机的两相相电流ia和ib作为Clarke变换模块的输入，所述永磁同步电机的实际位置θm分别作为求导器、乘法器和第二减法器的输入；给定位置 为预设的常量*作为第二减法器的输入，给定转矩T为预设的常量作为第一减法器的输入，给定直轴电流为第五减法器的输入；

所述求导器的输出分别与第三减法器的输入和负载力矩估算模块的输入相连接；

所述Clarke变换模块的输出与Park变换模块的输入相连接，乘法器的输出分别与Park变换模块和IPark变换模块的输入相连接，Park变化模块的输出分别与负载力矩估算模块、第四减法器和第五减法器的输入相连接；负载力矩估算模块的输出与第一减法器输入相连接；

所述第二减法器的输出分别与多目标粒子群算法模块的输入和位置P控制器的输入相连接；位置P控制器的输出与第三减法器的输入相连接，第三减法器的输出与速度PI控制器的输入相连接，速度PI控制器的输出与多目标粒子群算法的输入相连接；

所述第一减法器的输出分别与多目标粒子群算法模块的输入和力PI控制器的输入相连接，力PI控制器的输出与多目标粒子群算法模块的输入相连接；多目标粒子群算法模块的输出与第四减法器的输入相连接；

所述第四减法器和第五减法器的输出与电流PI控制器的输入相连接，电流PI控制器的输出依次经过IPark变换模块和空间矢量脉宽调制模块后与三相逆变器的输入相连接，通过三相逆变器驱动所述永磁同步电机。

2.根据权利要求1所述的基于负载力矩估算的永磁同步电机力位混合控制系统对永磁同步电机进行控制的方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤1、通过两个霍尔电流传感器采集电流信号的方法得到两相相电流ia和ib，经过Clarke变换模块，得到静止两相坐标系下实际电流iα和iβ后作为Park变换模块的输入；

步骤2、通过编码器采集得到永磁同步电机的实际位置θm，实际位置θm经过乘法器得到的实际电角度θe，静止两相坐标系下实际电流iα和iβ和实际电角度θe通过Park变换模块获得实际直轴电流id和实际交轴电流iq，然后Park变换模块输出实际直轴电流id给第五减法器，输出实际交轴电流iq至第四减法器，同时输出实际直轴电流id和实际交轴电流iq给负载力矩估算模块；

步骤3、实际位置θm经过求导器获得实际角速度ωm，然后将实际角速度ωm分别输出给负载力矩估算模块和第三减法器，负载力矩估算模块输出为估算负载力矩 作为第一减法器的输入；

* *

步骤4、给定转矩T与估算负载力矩 经过第一减法器后获得给定转矩T与估算负载力矩 的误差作为力PI控制器的输入，经过力PI控制器后输出为力控制给定电流 然后将*给定转矩T与估算负载力矩 的误差、力控制给定电流 均输入到多目标粒子群算法模块中；

步骤5、给定位置 与实际位置θm经过第二减法器后获得给定位置 与实际位置θm的误差并输入到位置P控制器，经过位置P控制器获得给定转速 给定转速 与实际角速度ωm经过第三减法器得到给定转速 与实际角速度ωm的误差作为速度PI控制器输入，速度PI控制器的输出为位置控制给定电流然后将给定位置 与实际位置θm的误差、位置控制给定电流 一同输入到多目标粒子群算法模块；

步骤6、多目标粒子群算法模块根据输入的给定位置 与实际位置θm的误差、给定转矩*T与实际负载力矩TL的误差构建目标函数，对当前电机的力控制和位置控制情况进行评估，并通过多目标粒子群算法得到最优的集成优化因子a，通过最优的集成优化因子a将力控制给定电流 和位置控制给定电流 整合输出为力位混合控制电流给定 并输入至第四减法器；

步骤7、电流PI控制器模块包括交轴电流PI控制器和直轴电流PI控制器，力位混合控制电流给定 与实际交轴电流iq经过第四减法器后获得力位混合控制电流给定 与实际交轴电流iq的误差，然后力位混合控制电流给定 与实际交轴电流iq的误差经过交轴电流PI控制器的计算后输出给定交轴电压给定直轴电流 与实际直轴电流id经过第五减法器获得给定直轴电流 与实际直轴电流id的误差，然后给定直轴电流 与实际直轴电流id的误差经过直轴电流PI控制器的计算后输出给定直轴电压 给定交轴电压 和给定直轴电压 一同输入到IPark变换模块中；

步骤8、给定交轴电压 给定直轴电压 和实际电角度θe经过IPark变换模块变换为静止两相坐标系下的给定电压 和 并输入至空间矢量脉宽调制模块；

步骤9、静止两相坐标系下的电压给定值 和 通过空间矢量脉宽调制模块，得到六路PWM信号作为控制三相逆变器的输入；

步骤10、三相逆变器按照输入的六个PWM信号的对六个开关管作开关动作，控制母线电压Udc输入到永磁同步电机中，实现永磁同步电机的驱动。

3.根据权利要求2所述的基于负载力矩估算的永磁同步电机力位混合控制系统对永磁同步电机进行控制的方法，其特征在于：步骤4中所述第一减法器的算式为：

所述力PI控制器的计算如公式(8)所示：

其中，KPT是力PI控制器的比例系数；KIT是力PI控制器的积分系数，TL为实际负载力矩；

公式(8)在计算机离散系统中的形式为：

其中，k是采样时刻，Ts是采样时间。

4.根据权利要求3所述的基于负载力矩估算的永磁同步电机力位混合控制系统对永磁同步电机进行控制的方法，其特征在于：步骤5中所述第二减法器的算式为：

所述第三减法器的算式为：

所述速度PI控制器的计算如公式(10)所示：

其中，KPP是位置P控制器的比例系数；KPS是速度PI控制器的比例系数；KIS是速度PI控制器的积分系数，并且有公式(10)在计算机离散系统中的形式为：

5.根据权利要求4所述的基于负载力矩估算的永磁同步电机力位混合控制系统对永磁同步电机进行控制的方法，其特征在于：所述步骤6多目标粒子群算法模块实现的具体步骤如下：(1)初始化群体规模为N的粒子群；

vi∈[vmin,vmax],xi∈[xmin,xmax],i＝1,2,…,N‑1,N            (12)其中，vi为各个粒子的速度，vmin和vmax分别为速度的定义域范围，xi为各个粒子的位置，xmin和xmax分别为位置的定义域范围，N为粒子的总数；

(2)构建所述目标函数如公式(6)所示；

其中，fli是评价力控制的指标，fwei是控制位置控制的指标；

(3)构建总体评价函数：

其中r(0≤r≤1)是一个力控制侧重系数；

通过公式(14)计算每个粒子的适应度值，并得到全局极值如公式(15)所示；

gBest＝min[fi],i＝1,2,…,N‑1,N                   (15)(4)计算得到个体极值pBesti；

pBesti＝min[f(n)],n＝1,2,…,D‑1,D                 (16)其中，D为迭代次数；

(5)更新每个粒子的速度和位置；

xi(n)＝xi(n‑1)+vi(n)

其中，vi(n)和xi(n)表示当前次迭代各个粒子的速度和位置，vi(n‑1)和xi(n‑1)表示上一次迭代的各个粒子的速度和位置，rand()为介于0和1之间的随机数，c1和c2分别代表对个体自身和对全局整体的学习因子；

(6)根据终止条件公式(18)，评价适应度值，若满足终止条件，输出最优的优化因子a＝xi，并根据公式(19)输出整合力控制和位置控制的力位混合控制电流给定f≤Thr              (18)其中，Thr为设定的总体评价函数阈值；

其中，a(0≤a≤1)为力控制和位置控制的集成优化因子；

(7)不满足终止的回到第(2)步，再次进入迭代过程中，直到满足终止条件或达到最高迭代次数；

(8)进行训练后，生成离线表，每一个转矩给定和位置给定都能找到一个最优的集成优化因子a，实现电机的力控制和位置控制兼优。

6.根据权利要求5所述的基于负载力矩估算的永磁同步电机力位混合控制系统对永磁同步电机进行控制的方法，其特征在于：步骤7中所述第四减法器的算式为：

所述第五减法器的算式为：

所述电流PI控制器模块的计算公式为：

其中，KPiq是交轴电流PI控制器的比例系数；KIiq是交轴电流PI控制器的积分系数；KPid是直轴电流PI控制器的比例系数；KIid是直轴电流PI控制器的积分系数；

公式(20)在计算机离散系统中的形式为：

7.根据权利要求6所述的基于负载力矩估算的永磁同步电机力位混合控制系统对永磁同步电机进行控制的方法，其特征在于：步骤3中所述负载力矩估算模块的实现步骤如下：

永磁同步电机的电磁转矩方程如下：

其中，Te是电磁转矩，Ld是电机直轴电感，Lq是电机交轴电感， 是永磁体磁链，Pn为永磁同步电机极对数；

永磁同步电机的机械运动方程如下：

其中，J是电机转动惯量，B是粘滞系数；

选取状态变量为：

T

x＝[ωm TL]                                (5)其中，TL为实际负载力矩，通过力矩观测器公式(7)估算得到：根据式(3)和式(4)，写出状态空间方程如下：

其中， 为机械角速度的一阶导数， 为实际负载力矩的一阶导数；

然后设计负载力矩观测器，如下：

其中， 为估算机械角速度的一阶导数， 为估算负载力矩的一阶导数，L1和L2分别是反馈系数。

8.根据权利要求7所述的基于负载力矩估算的永磁同步电机力位混合控制系统对永磁同步电机进行控制的方法，其特征在于：所述Clarke变换模块的变换公式为：

其中，相电流ic符合：ia+ib+ic＝0；

所述乘法器的算式为：θe＝Pn·θm；

所述求导器的算式为：ωm＝dθm/dt；

所述Park变换公式为：

其中，θe为实际电角度；

所述IPark变换公式为：