1.一种基于LESO的单电流传感器电流重构补偿方法,其特征在于,包括以下步骤:基于单电流传感器的采样电流进行逆变器直流母线电流重构;
通过提取内置式永磁同步电机IPMSM的转子位置信息,根据转子位置信息建立线性扩张观测器LESO与内置式永磁同步电机的电压方程的状态方程;
根据线性扩张观测器LESO与内置式永磁同步电机的电压方程的状态方程及电流重构结果,估计内置式永磁同步电机的反电势,得到重构电流的误差;
根据重构电流的误差构建补偿重构电流误差传递函数,对重构电流进行补偿。
2.根据权利要求1所述的基于LESO的单电流传感器电流重构补偿方法,其特征在于,所述分析基于单电流传感器的采样电流进行逆变器直流母线电流重构,构建三个相电流,具体包括:电机同一时刻的三相电流约束条件为ia+ib+ic=0,其中ia、ib、ic是开关周期结束时的三个相电流;
电流采样时,采样时刻被移动到逆变器触发脉冲的下降沿,在触发脉冲的下降沿能够获取该下降沿之前的开关状态所对应的直流母线电流,对电流进行采样通过移相,使两次采样时刻的时间间隔固定为最小采样窗口时间Tmin;
分别在t1和t2时刻对电流进行采样,由采样电流直接计算的重构电流表示为iar、ibr、icr,重构电流icr=ic(t1),iar=ia(t2);定义εia1、εib1、εic1分别为三相电流重构误差的一部分,ic(t1)+εic1=ic(t2),ib(t2)=‑(icr+εic1+iar);在开关周期tend结束时,合成的输出电压是实际电压;定义εia2、εib2、εic2分别为三相电流重构误差的另一部分,则ia(t2)+εia2=ia,ib(t2)+εib2=ib,ic(t2)+εic2=ic。
3.根据权利要求2所述的基于LESO的单电流传感器电流重构补偿方法,其特征在于,所述内置式永磁同步电机的电压方程的状态方程能够被写为在电流重构补偿方法IPMSM控制方法中,d轴电流id的参考值一般设定为零或负值;而电机运行在稳定状态时,ωeψf>>(Ld‑Lq)pid,其中ωe为电机的电速度,ψf为永磁磁链,Ld、Lq分别为d轴电感、q轴电感,p表示T积分,IPMSM的电压方程能够用等效反电动势[eα,eβ]来表示,其中eα、eβ是在α‑β坐标轴下的T反电动势;转子位置信息与扩展电动势[eα,eβ]相耦合通过反正切函数得到转子位置信息θe=arctan(‑eα/eβ)。
4.根据权利要求3所述的基于LESO的单电流传感器电流重构补偿方法,其特征在于,使T用线性扩张观测器LESO实现对扩展电动势[eα,eβ]的观测,电压方程的状态方程为:其中,β1和β2为观测器增益,ε1为状态变量实际值与估计值的差值,x为状态变量,x1=x,f(x,t)为已建模的干扰量,x2=d(t),d(t)是未知干扰量,b是控制增益,u是系统输入向量,加帽变量均表示该变量的估计值,p表示积分;
IPMSM的电压方程写为非线性状态方程形式:
其中,uα、uβ分别为α‑β坐标轴下的电压,iα、iβ分别为α‑β坐标轴下的电流;Lq分别为q轴电感,Rs为定子电阻;
再将扩展反电动势视为未知干扰项,使用两个线性扩张观测器LESO,将其用向量表示,即令,b=1/Lq,f(x1,t)=ax1
其中,a=‑Rs/Lq,Lq分别为q轴电感,Rs为定子电阻,u是α‑β坐标下的电压输入。
5.根据权利要求4所述的基于LESO的单电流传感器电流重构补偿方法,其特征在于,所述估计内置式永磁同步电机的反电势EMF的过程包括:T
采样时间t1与t2间的电流差用p[ia1 ib1 ic1]表示;采样时间t2与开关周期tend间的电流T差用p[ia2 ib2 ic2]表示,p表示微分;
三相电流经过Clark变换为两相静止坐标,定义为α轴与β轴的电流误差,公式为:其中,iαr、iβr是ia、ib通过Clark变换后的值;
Tc为Clark变换矩阵,Sph与逆变器输出电压矢量所在扇区有关;对考虑重构误差的IPMSM电压方程进行修正,得到:插入RSIE后,线性扩张观测器LESO的状态方程为:进行拉普拉斯变换得:
其中,s为拉普拉斯变换之后的复变量,G(s)为转换函数, 为电转速的平方;
RSIE的转换函数为:
其中,K1和g是可调参数;
同样的,由于
令J(s)为改进后的观测器传递函数,即,
则估计内置式永磁同步电机的反电动势EMF表达为:
其中 为反电动势的估计值。
6.根据权利要求5述的基于LESO的单电流传感器电流重构补偿方法,其特征在于,补偿后的重构电流误差为:‑1
Ks(s)=(E‑(Ksel+T0E)s) (Ksel+T0E)sKsel=TminTcSselTic其中,Tc为Clarke变换矩阵;Ssel是与输出电压所在扇区相关的矩阵;Tic为Clarke逆变换矩阵,T0为时间;