1.一种改进型自抗扰的电机无传感器控制算法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:将速度环的输出 作为q轴电流环的命令值输入,并且令 作为d轴电流环的命令值输入,dq轴分别通过两个双ESO拓展状态观测器模块计算输出dq轴的电压命令 和,然后将dq轴电压命令进行反帕克变换和空间电压矢量切换算法,得到abc三相命令输入逆变器;
步骤2:设计双ESO拓展状态观测器模块:所述双ESO拓展状态观测器模块包括第一拓展状态观测器模块以及第二拓展状态观测器模块,所述第一拓展状态观测器模块用于估测反电动势 和 ,第二拓展状态观测器模块主要用于估测内部参数变化的扰动;
所述步骤2包括以下具体步骤:
设计第一拓展状态观测器模块和第二拓展状态观测器模块估测器并建立方程,具体方程 如下:其中, ,为对应
轴的电流误差, 与 (x=d,q)为对应轴ESO增益参数, (x=d,q)为对应轴的估测的反电动势, (x=d,q)为对应轴的电压命令,Ld和Lq为dq轴电感;
步骤3:估测器反馈输入,将所述步骤2得到的反电动势 和 作为输入进行反电动势估测转子角度与角速度;
所述步骤3中包括以下具体步骤:
步骤301:利用 和 计算估测角度误差 ,公式如下:其中P为
电机极对数, 为电角度误差值;
步骤302:将估测的误差值输入隆伯格观测器Luenberger锁相环,如公式9,估测得到角度估测值 和角速度估测值 与负载转矩估测值 ,其中角速度估测值作为速度环反馈形成闭环,负载转矩估测值与速度环的输出做差,形成抗扰回路,用于抵抗外部扰动力矩;
其
中,为电机粘滞摩擦系数,为电机转动惯量,g1、g2、g3为观测器前馈增益,Te为转矩命令, 为估测的电角度,式9中的 可以通过式8反电动势计算得到步骤4:进行参数设计,拓展状态观测器模块的带宽根据带宽法进行设计,完成电机控制。
2.根据权利要求1所述的一种改进型自抗扰的电机无传感器控制算法,其特征在于:所述步骤1中包括以下步骤:步骤101:通过带宽法设计速度环PI参数,给定电机速度指令Wref输入速度环pi控制器,将步骤3估测器速度估测值作为反馈指令,同时利用负载转矩估测值 进行自抗扰闭环,最终输出转矩电流指令 ;
步骤102:将步骤101最终输出的指令 作为q轴双ESO拓展状态观测器模块的输入,将作为d轴双ESO拓展状态观测器模块的输入,最终dq轴的双ESO拓展状态观测器模块会输出dq轴电压命令和dq轴反电动势估测值 和 ;
步骤103:将步骤102输出的dq轴命令作为公式1中反帕克变换的输入,反帕克变换输出和 电压命令作为公式2中反克拉克变换的输入并且输出Ta,Tb,Tc:三相逆变器开关时间,最终根据公式3‑公式6采用空间电压矢量切换算法将Ta,Tb,Tc转化为嵌入式系统能接收的指令,具体流程如下:式(1)中Vɑ、Vβ、Vd、Vq 分别表示ɑβ轴电压命令以及dq轴电压命令,θ为电角度;
Offset是一个作为中间变量的校准
值,用于下式计算得出PWM1、PWM2、PWM3;
其中,公式1的 为电角度,公式
4‑公式6中的TIM1_ARR为嵌入式系统定时器的重装载值,Udc是母线电压,PWM1、PWM2、PWM3分别是三个定时器通道的比较值;
在处理器中赋值给对应通道的捕获比较寄存器就能产生相应的三个矩形波信号,控制MOS管的开关,进而产生期望的电压、电流、力矩。
3.根据权利要求2所述的一种改进型自抗扰的电机无传感器控制算法,其特征在于:所述步骤4中,令 ,e为跟踪误差,跟踪误差的状态方程为 ,其中,Lx2和Lx1为设计的参数,由 ,经过
计算得到 ,其中 为带宽,设计为电流环带宽的5‑10倍,根据设计参数完成电机控制。