1.基于改进高斯牛顿法的永磁同步电机死区谐波抑制方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，构建死区效应引起的电流、转速与转矩谐波传递函数；

步骤2，根据步骤1的电流、转速与转矩谐波传递函数构造抑制谐波的目标函数；

步骤3，采用改进高斯牛顿法寻找步骤2中得到的目标函数的最小值，得到最优的PI参数；

步骤3的具体过程为：

高斯牛顿法的迭代公式如下公式(32)所示：

n+1 n n T n ‑1 n n n‑1

x ＝x‑2J(x) J(x) J(x)‑μ(x‑x )    (32)n

式(32)中，n是迭代次数，‑1是逆矩阵，T是转置矩阵，μ是动量参数，J(x)为一阶雅可比n n+1矩阵；x为第n次迭代的未知数，x 为第n+1次迭代的未知数；

一阶雅可比矩阵为：

式(33)中， 是对代价函数的第i个未知数求偏导；

动量参数μ的自适应调节公式如下公式(34)所示；

μ＝0.5+er/6     (34)

式(34)中，er迭代参考误差，其计算方法如下公式(35)所示：式(35)中， 为第i个未知数在第n次迭代的值， 为第i个未知数在第n‑1次迭代的值，xi_max为第i个未知数的最大值，xi_min为第i个未知数的最小值；

采用改进高斯牛顿法的谐波抑制迭代过程如下：

(0) ‑5

给定迭代初始值xi ＝0，设置最大迭代次数nmax≥1，收敛精度ε＝1×10 ；

n T n ‑1

根据公式(33)计算J(x) 和J(x) ；

n T n ‑1

其中J(x) 是对雅可比求转置，J(x) 是对雅可比矩阵求逆矩阵；

根据公式(34)、(35)计算参考误差er和动量参数μ；

根据公式(32)计算本次迭代的PI参数；

根据 判断是否收敛，若满足

(n) (n) (n)

判断xi 是否超出限定范围，若xi 超过上限则取范围的最大值，若xi 超过下限则取范围(n)的最小值，结束本次寻优并输出本拍的PI值xi(k)＝xi ，k是采样时刻；若不满足则判断本次迭代次数n是否大于最大迭代次数nmax，若n≥nmax则结束本次寻优并输出上一拍的PI值，否则设置n＝n+1，返回步骤2。

2.根据权利要求1所述的基于改进高斯牛顿法的永磁同步电机死区谐波抑制方法，其特征在于，步骤1的具体过程为：步骤1.1，建立旋转坐标系下永磁同步电机的数学模型；

所述数学模型公式(1)所示：

式(1)中，ud为电压在d轴分量，uq为电压在q轴的分量；id为电流在d轴的分量，iq为电流在q轴的分量；R为定子电阻；ψf为转子磁链；ωe为转子转速；d/dt为导数，Ld是d轴电感，Lq是q轴电感；

电磁转矩如公式(2)所示：

Te＝1.5piq[(Ld‑Lq)id+ψf]＝1.5pψfiq    (2)其中，Te为电磁转矩，表贴式电机中Ld＝Lq；p为极对数；ψf为转子磁链；

运动方程如下公式(3)所示：

Te‑TL＝Jdωm/dt+Bωm    (3)式(3)中，TL为负载转矩，Te为电磁转矩，J为转动惯量，ωm＝ωe/p，B为阻尼系数，ωm为机械角速度；

步骤1.2，建立从ud和uq到id和iq，iq到Te以及Te到ωm的传递函数；

由公式(1)可得到ud、uq到id、iq的传递函数如公式(4)所示：式(4)中，Ls为定子电感，Huidq(s)为ud、uq到id、iq的传递函数；

由公式(2)可得到iq到Te的传递函数如公式(5)所示：HTe(s)＝Te/iq＝1.5pψf    (5)式(5)中，HTe(s)为iq到Te的传递函数；

由公式(3)可得到空载时，即TL＝0时Te到ωm的传递函数如公式(6)所示：HTeω(s)＝ωm/Te＝1/(Js+B)    (6)式(6)中，HTeω(s)为Te到ωm的传递函数；s为拉普拉斯变换；

根据公式(5)、(6)可得到式(7)中，iq到ωm的传递函数如下公式(7)所示：式(7)中，Hiq_ω(s)为iq到ωm的传递函数；

在d、q轴下开关延时的传递函数如下公式(8)所示：其中，τ是包括逆变器开关延迟和计算延迟在内的总延迟时间，Hτ(s)为开关延时的传递函数，e为指数，τs为对延迟时间的拉普拉斯变换；

转速环PI控制的传递函数是：

Hpiω(s)＝kpω+kiω/s    (9)其中，Hpiω(s)为转速环PI控制的传递函数，kpω为速度环比例系数，kiω为速度环积分系数；

电流环PI控制传递函数是：

Hpi_id(s)＝kp_id+ki_id/s    (10)Hpi_iq(s)＝kp_iq+ki_iq/s    (11)其中，Hpi_id(s)为电流环的PI控制传递函数在d轴的分量，Hpi_iq(s)为电流环的PI控制传递函数在q轴的分量，kp_id是电流环在d轴的比例系数，kp_iq是电流环在q轴的比例系数，ki_id是电流环在d轴的积分系数，kp_iq是电流环在q轴的积分系数，公式(10)和(11)简化为公式(12)：式(12)中，Hpi_idq(s)为电流环的PI控制传递函数；

步骤1.3，对死区相关的谐波进行分析，推导死区效应引起电压误差到d、q轴电流的传递函数；

电压误差的时域表达式如下公式(13)所示：

式(13)中，Ed(t)是电压误差在d轴的分量，Eq(t)是电压误差在q轴的分量，τd为死区时间，Fc为逆变器开关频率，UDC为直流电压，Vd为压降，k为自然数，k＝1,2...n，θi是定子电流基频的初始相位,π为圆周率，∑为求和符号，t为时间，+∞为正无穷大，sin为求正弦，cos为求余弦；

电压误差对定子电流的反馈传递函数是：

其中，HFE(s)为电压误差对定子电流的反馈传递函数，HFEiq(s)为电压误差对定子电流的反馈传递函数在q轴的分量，HFEid(s)为电压误差对定子电流的反馈传递函数在d轴的分量；

HFEiq(s)＝‑Hpi_iq(s)[HTe(s)HTeω(s)Hpiω(s)]，HFEid(s)＝‑Hpi_id(s)；

通过公式(4)、(13)和(14)可得到d、q轴电压误差Ed(s)、Eq(s)到id、iq的闭环传递函数如下公式(15)所示：式(15)中，HEi(s)为d、q轴电压误差到的闭环传递函数，I为单位矩阵；

由公式(13)得到死区效应6k次谐波的复振幅表达式如下公式(16)所示：

6k 6k

式(16)中，Ed 为死区效应6k次谐波的复振幅在d轴上的分量，Eq 为死区效应6k次谐波的复振幅在q轴上的分量，j为虚数；

d、q轴电流6k次谐波表达式如下公式(17)所示：

6k 6k 6k 6k

[id  iq ]＝[Ed  Eq ]×HEi(s),k＝1,2,3...    (17)

6k 6k

式(17)中，id 为d轴电流6k次谐波，iq 为q轴电流6k次谐波；

根据公式(5)、(7)和(18)可分别得到转矩和速度的6k次谐波表达式如下公式(18)所示：

6k

式(18)中，Te 为转矩的6k次谐波， 为速度的6k次谐波。

3.根据权利要求1所述的基于改进高斯牛顿法的永磁同步电机死区谐波抑制方法，其特征在于，步骤2的具体过程为：步骤2.1，构造抑制谐波的目标函数；

构造包含d、q轴电流、转矩、速度6、12次谐波的目标函数：T

H(x)＝f(x)f(x)    (19)；

式(19)中，H(x)为谐波目标函数，T为矩阵的转置，f(x)为总谐波表达式，x为目标函数的未知量，f(x)表示为如下公式(20)所示：根据步骤1中推导出的电流、转速和转矩的谐波与电流环PI与转速环PI控制参数之间的关系，当目标函数中PI参数最优时，谐波的值将会最小，目标函数的未知数为速度环和的电流环的PI控制参数：式(21)中，kpω是转速环比例系数、kiω是转速环积分系数、kp_id是d轴电流环比例系数、ki_id是d轴电流环积分系数、kp_iq是q轴电流环比例系数、ki_iq是q轴电流环积分系数，xi为第i个未知数，i＝1，2，3，4，5，6；

步骤2.2，推导PI参数与开环截止频率和相角裕度的关系，并求出优化时PI参数的约束范围；

根据步骤1中电流的传递关系可得到电流环中的d、q轴电流到电机反馈的d、q轴电流的关系，根据公式(4)、(8)、(12)可得电流环中的d轴给定电流到反馈的d轴电流的开环传递函数如下公式(22)所示：根据公式(4)、(8)、(12)可得电流环中的q轴给定电流到反馈的q轴电流的开环传递函数如下公式(23)所示：式(22)、(23)中，Hid_OP(s)是d轴给定电流到反馈的d轴电流的开环传递函数，Hiq_OP(s)是q轴给定电流到反馈的q轴电流的开环传递函数；

电流环响应一般较转速环快，所以在分析转速环的开环截止频率和相角裕度时，将电流环传递函数表示为如下公式(24)所示：式(24)中，Hiq_K(s)为电流环传递函数，Fq为q轴电流开环截止频率；

给定转速 到反馈转速ωm的开环传递函数为如下公式(25)所示：Hω_OP(s)＝Hpi_ω(s)Hiq_K(s)Hiq_ω(s)    (25)式(25)中，Hω_OP(s)为给定转速到反馈转速的开环传递函数；

根据公式(23)、公式(24)和公式(25)得转速环、电流环的开环截止频率和相角裕度如下公式(26)、(27)、(28)所示：式(26)是d轴电流环的开环截止频率和相角裕度的定义、式(27)是q轴电流环开环截止频率和相角裕度的定义、式(28)是转速环的开环截止频率和相角裕度的定义，Fd是d轴电流环的开环截止频率、Fq是q轴电流环的开环截止频率、Fω是转速环的开环截止频率， 是d轴电流环的相角裕度、 是q轴电流环的相角裕度、 是转速环的相角裕度，其中，| |为绝对值，∠为角度；

根据现场工况对永磁同步电机的动态性能和抗干扰性能的要求，设置开环截止频率和相位裕度的约束范围如公式(30)所示：式(30)中，yi是六个开环截止频率和相位裕度参数，Fd_min是设置的d轴电流环开环截止频率的最小值，Fq_min是设置的q轴电流环开环截止频率的最小值，Fω_min是设置的速度环开环截止频率的最小值， 是设置的d轴电流环相位裕度的最小值， 是设置的q轴电流环相位裕度的最小值， 是设置的速度环相位裕度的最小值，Fd_max是设置的d轴电流环开环截止频率的最大值，Fq_max是设置的q轴电流环开环截止频率的最大值，Fω_max是设置的速度环开环截止频率的最大值， 是设置的d轴电流环相位裕度的最大值，是设置的q轴电流环相位裕度的最大值， 是设置的速度环相位裕度的最大值；

根据公式(30)设置的环截止频率和相位裕度的最大值和最小值代入公式(26)、(27)、(28)得到速度环PI参数与电流环PI参数的约束范围如下公式(31)所示：式(31)中，xi是代价函数六个未知数，kpω_min是转速环的比例参数范围的最小值，kiω_min是转速环的积分参数范围的最小值，kp_id_min是d轴电流环的比例参数范围的最小值，ki_id_min是d轴电流环的积分参数范围的最小值，kp_iq_min是q轴电流环的比例参数范围的最小值，ki_iq_min是q轴电流环的积分参数范围的最小值，kpω_max是转速环的比例参数范围的最大值，kiω_max是转速环的积分参数范围的最大值，kp_id_max是d轴电流环的比例参数范围的最大值，ki_id_max是d轴电流环的积分参数范围的最大值，kp_iq_max是q轴电流环的比例参数范围的最大值，ki_iq_max是q轴电流环的积分参数范围的最大值。