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专利号: 2023101627175
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.增强观测器的永磁同步电机转子位置和转速估计方法,其特征在于:具体包括如下步骤:步骤1,构建永磁同步电机状态方程;

所述步骤1的具体过程为:

在αβ两相静止坐标系永磁同步电机的电压方程如下公式(1)所示:(1);

其中,uα、uβ分别是定子电压在α轴和 β轴的分量, iα、 iβ分别是定子电流在α轴和β轴的分量,p是微分算子,Rs是定子电阻, 、是扩展反电动势在α轴和β轴的分量,Ld是d轴电感,Lq是q轴电感,id是定子电流在d轴的分量, 是永磁体磁链,ωr是实际转子转速,θr是实际的转子位置;

通过公式(1)得到定子电流的微分如下公式(2)所示:(2);

将公式(2)写成状态方程的形式如下公式(3)所示:(3);

T T T T

其中,x1=[iαiβ],b0=1/Lq,u=[uαuβ],f=‑[iαiβ]Rs/Lq,d=[eαeβ];

将公式(3)中的d扩展为新的状态变量如下公式(4)所示:(4) ;

T

其中,x2=d=[eαeβ];

步骤2,通过步骤1得到的状态方程构建增强扩张状态观测器估计扩展反电动势;

所述步骤2的具体过程为:

步骤2.1,通过步骤1得到的状态方程构建增强扩张状态观测器估计扩展反电动势;

所述步骤2.1的具体过程为:通过公式(4)构建增强扩张状态观测器如下公式(5)所示:(5);

其中, 是 的估计值, 是 的估计值, 是 的估计值,是 的估计值, 是α轴扩展反电动势eα的估计值, 是β轴扩展反电动势eβ的估计值,是 的估计值, 是估计值 与测量值 的差, , ,β1、β2是可调参数,h是一个非线性函数,g是快速干扰跟踪器;

步骤2.2,设计增强扩张状态观测器中的非线性函数h;

步骤2.3,设计增强扩张状态观测器中的快速干扰跟踪器g;

步骤3,由步骤2中得到扩展反电动势通过锁相环估计永磁同步电机的转子位置和转速。

2.根据权利要求1所述的增强观测器的永磁同步电机转子位置和转速估计方法,其特征在于:所述步骤2.2的具体过程为:设计增强扩张状态观测器中的非线性函数h如下公式(6)所示:(6);

其中,当估计α轴扩展反电动势 时, 是 。

3.根据权利要求2所述的增强观测器的永磁同步电机转子位置和转速估计方法,其特征在于:所述步骤2.3的具体过程为:在扩张状态观测器中植入快速干扰跟踪器g,设计的快速干扰跟踪器g如下公式(7)所示:(7);

其中, 是估计的转子速度; 是中心频率的宽度; 是可调参数, 的值主要影响中心频率处的振幅; 是可调参数且是负数, 的值主要影响快速干扰跟踪器g的动态响应;

可调参数 调节方法如下公式(8)所示:(8)

其中, 是给定转速。

4.根据权利要求3所述的增强观测器的永磁同步电机转子位置和转速估计方法,其特征在于:所述步骤3的具体过程为:由公式(5)得到的估计扩展反电动势 、 计算转子位置误差信号如下公式(9)所示:(9);

其中,θe是估计的转子位置, 是转子位置误差信号;

转子位置误差信号 通过PI调节器调节得到估计的转速如下公式(10)所示:(10);

其中, 是比例增益, 是积分增益, 是估计的转速;

对估计的转速ωe积分得到估计的转子位置如下公式(11)所示:(11)。