1.自适应抗扰控制的高速永磁同步电机转矩纹波抑制方法,其特征在于:具体包括如下步骤:步骤1,建立高速永磁同步电机驱动系统非理想因素引起的转矩纹波模型;
所述步骤1的具体过程为:
假设电流采样过程中只采样a相和b相电流,由电流采样直流偏置误差引起的转矩纹波如下公式(1)所示:其中,ΔT1是由电流采样直流偏置误差引起的转矩纹波,K是转矩系数,Δia、Δia分别为a相和b相电流采样直流偏置误差,ωr是电机运行角频率, 是初相角;
由电流采样缩放误差引起的转矩纹波如下公式(2)所示:其中,ΔTs是由电流采样缩放误差引起的转矩纹波,I是相电流的振幅,Ka、Kb分别是a相和b相电流采样缩放误差,由齿槽转矩、磁链谐波、电压谐波引起的转矩纹波如下公式(3)所示:其中,ΔTq是由齿槽转矩、磁链谐波、电压谐波引起的转矩纹波,分别是由齿槽转矩、磁链谐波、电
压谐波引起的6次和12次转矩纹波, 分别是由齿槽转矩、磁链谐波、电压谐波引起的6次和12次转矩纹波的初相角,T6、T12分别是由齿槽转矩、磁链谐波、电压谐波引起的6次和12次转矩纹波的振幅;
步骤2,通过步骤1得到的转矩纹波模型构建高速永磁同步电机驱动系统状态方程;
所述步骤2的具体过程为:
高速永磁同步电机动力学方程如下公式(4)所示:其中,p是微分算子,ωm是机械角频率,B是粘滞摩擦系数,c=(3/2J)npψfsinβ,J是转动惯量,np是极对数,ψf是永磁体磁链,β是定子磁链和永磁体磁链的夹角,ΔTe=(3/2J)np(Ld‑2
Lq)Isinβcosβ,Ld是d轴电感,Lq是q轴电感;
考虑公式(1)~(3)的转矩纹波,动力学公式(4)表示为如下公式(5)所示:其中,Δc=c‑c0,c0是取标称电机参数计算的c,d是未知非周期扰动;
根据扰动的频率特性公式(5)可以表示为如下公式(6)所示:pωm=c0I+da+d1+d2+d6+d12(6);
其中, 是非周期扰动, 是1次周
期纹波, 是2次周期纹波, 是6次周期纹波, 是12次周期纹波;
将公式(6)中的总扰动dt=da+d1+d2+d6+d12作为扩展状态变量,可以将具有总扰动的动力学方程(6)表示为扩展状态方程形式如下公式(7)所示:其中,z是总扰动dt的导数;
步骤3,由步骤2中得到的状态方程建立自适应抗扰控制器抑制转矩纹波;
所述步骤3的具体过程为:
步骤3.1,通过步骤2得到的状态方程建立自适应抗扰控制器抑制转矩纹波;
所述步骤3.1的具体过程为:
通过公式(7)构建自适应抗扰控制器如下公式(8)所示:其中, 是估计的机械角频率,Δωm是估计的机械角频率与实际角频率的差, 是估计的总扰动,β1、β2是可调参数,f是一个非线性函数,g1、g2、g6、g12分别是估计1次、2次、6次、
12次转矩纹波的周期扰动估计器;
步骤3.2,设计步骤3.1中自适应抗扰控制器中的非线性函数f;
所述步骤3.2的具体过程为:
设计的自适应抗扰控制器中非线性函数f如下公式(9)所示:其中,χ是可调参数,χ越大,同样的Δωm输入下,非线性函数f的值越大,估计扰动的快速性越好,然而过大的χ易导致系统失稳;λ是可调参数;
步骤3.3,设计自适应抗扰控制器中的周期扰动估计器g1、g2、g6、g12;
所述步骤3.3的具体过程为:
设计的周期扰动估计器g1、g2、g6、g12如下公式(10)所示:其中,k是可调参数;η是可调参数, 是中心频率的宽度, 调节方法如下公式(11)所示:且