申请/专利权人：重庆大学;重庆新翼创电气科技有限公司

申请日：2022-07-13

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN115242154B

主分类号：H02P21/18

分类号：H02P21/18;H02P21/13;H02P21/00;H02P25/022;H02P27/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2022.11.15#实质审查的生效;2022.10.25#公开

摘要：本发明公开一种I‑f启动到位置滑模观测器的自适应平滑切换方法，包括以下步骤：1建立基于dq轴坐标系的I‑f控制系统，并利用所述I‑f控制系统控制永磁同步电机旋转；2实现转子的预定位，并令永磁同步电机转子转速到达切换转速；3利用滑模观测器实时计算转子位置、滑模观测器估算角度，并计算I‑f控制的角度差；4减小I‑f控制的角度差，直至开环轴系和滑模估算的轴系重合；5在开环轴系和滑模轴系的角度差为0°时，解除对切换角度差ΔθI‑f的控制，永磁同步电机进入无位置传感器闭环控制状态。本发明可以在不同的启动负载下实现I‑f到滑模观测器的切换。

主权项：1.一种I-f启动到位置滑模观测器的自适应平滑切换方法，其特征在于，包括以下步骤：1建立基于d-q轴坐标系的I-f控制系统，并利用所述I-f控制系统控制永磁同步电机旋转；2实现转子的预定位，并令永磁同步电机转子转速到达切换转速；3利用滑模观测器实时计算转子位置、滑模观测器估算角度，并计算估算角度和I-f控制角度的角度差；4减小I-f控制的角度差，直至开环轴系和滑模估算的轴系重合；5在开环轴系和滑模轴系的角度差为0°时，解除对切换角度差ΔθI-f的控制，永磁同步电机进入无位置传感器闭环控制状态；利用所述I-f控制系统控制电机旋转的步骤包括：1.1采集A相定子电流iA、B相定子电流iB和C相定子电流iC，并进行Clark变换，得到α-β静止两相坐标轴系下的α轴电流iα和β轴电流iβ；1.2对α轴电流iα和β轴电流iβ进行Park变换，得到d-q旋转坐标轴系下的d轴电流id和q轴电流iq；1.3设置d轴电流给定值id_ref为零，获取永磁同步电机速度反馈值ωest和速度给定值ωref，并通过PID控制器计算得到q轴电流给定值iq_ref；1.4根据d轴电流给定值id_ref、q轴电流给定值iq_ref、d轴电流id和q轴电流iq，利用PID控制器计算得到d轴输出电压Ud_Pidout和q轴输出电压Uq_Pidout；1.5对d轴输出电压Ud_Pidout和q轴输出电压Uq_Pidout进行反Park变换，并通过SVPWM模块计算得到功率器件的开关信号；1.6将功率器件的开关信号作用到三相逆变电路，从而控制永磁同步电机旋转；Park变换如下所示： 式中，θi＝∫ω*dt-π2为角度；ω*为开环转速参考值；减小I-f控制的角度差，直至开环轴系和滑模估算的轴系重合的步骤包括：4.1计算切换角度差ΔθI-f_init，并作为变量初始值；其中，切换角度差ΔθI-f_init如下所示： 式中，为滑模观测器估算角度；θI-f为I-f控制系统的开环给定角度；4.2计算当前实际q轴电流值iq，即： 式中，为参考电流；4.3将当前实际q轴电流值iq提供给速度环PI控制器，作为初始输出，并立刻接入转速环PI控制器，以使电机保持转速稳定；公式1中坐标变换使用的位置为估算转子位置与切换角度差ΔθI-f_init之和，从而保证在切换瞬间不存在角度突变；4.4利用切换角控制器主动控制角度差ΔθI-ft逐渐减小，以使开环d*-q*轴系向d-q轴系靠近直至重合；在角度差ΔθI-f变化时，q轴电流参考值更新如下： 切换角控制器如下所示： 式中kt为角度过渡系数，kω为转速波动系数，t0为进入此阶段的初始时刻，Δωet为转速实时波动值。

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权利要求：

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