1.一种基于调磁脉冲计数的电机无位置传感器控制系统,其特征在于:包括磁通可调电机模块(1)、电流检测模块(2)、Clark坐标变换模块(3)、park坐标变化模块(4)、滑模观测器模块(5)、锁相环模块(6)、转速环调节模块(7)、电流环调节器模块(8)、电流调节器模块(9)、iPark坐标变换模块(10)、SVPWM模块(11)、电压检测模块(12)、逆变器模块(13)、脉冲检测模块(14)和调磁绕组逆变器模块(15)。
2.根据权利要求1所述的基于调磁脉冲计数的电机无位置传感器控制系统,其特征在于:所述磁通可调电机模块(1)的定子电流通过电流检测模块(2)采集指令ia、ib和ic经过Clark坐标变换模块(3)得到两相静止坐标系下的电流指令iα和iβ,电压指令经过iPark坐标变换模块(10),得到两相静止坐标系下的电压指令uα、uβ,电压指令uα、uβ输入到SVPWM模块(11)中,输出PWM驱动信号,再经过逆变器模块(13)驱动磁通可调电机模块(1)工作。
3.根据权利要求2所述的基于调磁脉冲计数的电机无位置传感器控制系统,其特征在于:所述电流ia、iβ,iPark坐标变换模块(10)输出的电压指令uα、uβ,正负脉冲检测模块(14)所检测的正负脉冲个数全部输入到滑模观测器(5)中,同时滑模观测器(5)输出反电动势和
4.根据权利要求3所述的基于调磁脉冲计数的电机无位置传感器控制系统,其特征在于:所述反电动势观测值 和 输入到锁相环模块(6),估算转子位置观测值 和转速观测值 所述转子位置观测值 分别输入到park坐标变化模块(4)和ipark变换模块(10),所述转速观测值 反馈到转速输入端与ω比较后输入到转速环调节器模块(7),经模块调节后*得到电流iq。
5.根据权利要求4所述的基于调磁脉冲计数的电机无位置传感器控制系统,其特征在于:所述经过Park坐标变换模块(4)输出的电流id和iq,与d轴电流给定参考值 比较后输入*到d轴电流调节器模块(9),并输出d轴电压,所述转速环调节模块(7)输出的电流iq与电流iq比较后输入到电流环调节器模块(8),并输出q轴电压
6.根据权利要求1‑5任一项所述的基于调磁脉冲计数的电机无位置传感器控制系统的控制方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)根据调磁绕组中计数脉冲模块输出n个脉冲其中正脉冲数为n1,负脉冲数为n2,计算出磁通可调电机的电感参数Ls;
(2)根据磁通可调电机在两相静止坐标系下的模型,以定子电流的观测误差作为滑模面,列写滑模电流观测器方程;
(3)对滑模电流观测器方程进行稳定性分析;
(4)在滑模电流观测器的基础上,采用锁相环系统来提取转子的位置和转速信息。
7.根据权利要求6所述的基于调磁脉冲计数的电机无位置传感器控制系统的控制方法,其特征在于:所述步骤(1)基于磁通可调电机模型,通过调磁绕组逆变器模块(15)发出脉冲信号,通过脉冲检测模块(14)检测正脉冲数为n1,负脉冲数为n2,脉冲变化量为ΔL2,则磁通可调电机电感的的实际值为Ls=L0+n1ΔL1‑n2ΔL2,其中,磁通可调电机的初始电感值为L0,根据调磁绕组中计数脉冲模块输出n个脉冲,正脉冲数为n1计为正,脉冲变化量为ΔL1,负脉冲数为n2记为负。
8.根据权利要求6所述的基于调磁脉冲计数的电机无位置传感器控制系统的控制方法,其特征在于:所述步骤(2)包括:(2.1)首先要建立sigmoid函数的滑模电流观测器,然后将观测出的等效控制量经过反电动势观测器进行转速和转子位置的计算;表贴式永磁同步电机在两相静止坐标系下的数学模型,如下式所示:其中,iα、iβ、uα、uβ以及eα、eβ分别为两相静止坐标系下的相电流、相电压和反电动势分量,Rs为定子相电阻,Ls为定子相电感,ψf为永磁体磁链,ωf为转子电角速度,θ为转子位置角;
(2.2)根据磁通可调电机在两相静止坐标系下的数学模型构建以sigmoid函数作为控制函数的滑模电流观测器方程如下:其中 a为可调参数, 为定子电流在两相静止坐标系下的观测
值,k为观测器的反馈增益。
9.根据权利要求6所述的基于调磁脉冲计数的电机无位置传感器控制系统的控制方法,其特征在于:所述步骤(3)包括:选取Lynapunov函数对电流观测器方程进行稳定性分析,Lynapunov函数为以下形式:
T
其中, 为选取得滑模面, 为定子电流观测值,is=[iα iβ] 为
定子电流测量值,根据Lynapunov第二法,当系统满足 V>0时,此系统是渐进稳定的,滑模电流观测器的稳定条件如下:由表贴式永磁同步电机在两相静止坐标系下的电流方程以及在其基础上构建的电流观测器方程,得到电流误差方程为:其中:
滑模观测器的稳定性方程为:
令 得到反馈增益k的取值范围为:
k>max(eα,eβ)。
10.根据权利要求6所述的基于调磁脉冲计数的电机无位置传感器控制系统的控制方法,其特征在于:所述步骤(4)包括采用锁相环系统对所需物理量估算,获取转子的角度信息。