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龙图腾网恭喜中国人民解放军海军工程大学申请的专利一种永磁同步直线电机的无位置控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116995980B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-23发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310989083.0，技术领域涉及：H02P21/22；该发明授权一种永磁同步直线电机的无位置控制方法是由丁安敏;罗恒;孙兆龙;文苗青;刘自鸣设计研发完成，并于2023-08-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种永磁同步直线电机的无位置控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种永磁直线同步电机的无位置控制方法，包括如下步骤：以双三相永磁直线同步电机为控制对象，搭建直线电机闭环控制数学模型；采用id=0的控制方式进行电机闭环控制，通过空间矢量脉冲宽度调制算法为驱动模块提供十二路控制信号；建立基于线性二次型调节器和卡尔曼滤波的速度观测器模型；进行仿真测试，电机内环控制与外环控制均采用PI控制；分析LQR‑KF速度观测器模型的稳定性;设置电机定子电阻、电感在设定范围内变化，利用不匹配的电机参数，通过特征根轨迹分析法研究参数变化对速度观测器模型稳定性的影响；是一种最小方差意义上的系统最优状态观测，在实现电机速度最优观测的同时，极大降低了算法的复杂性，利于硬件实现。

本发明授权一种永磁同步直线电机的无位置控制方法在权利要求书中公布了：1.一种永磁直线同步电机的无位置控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：以双三相永磁直线同步电机为控制对象，搭建直线电机闭环控制数学模型；步骤2：采用id=0的控制方式进行电机闭环控制，依托步骤1搭建的直线电机闭环控制数学模型计算出电机的控制量，通过空间矢量脉冲宽度调制算法为驱动模块提供十二路控制信号，id为电机d轴电流；步骤3：建立双三相永磁直线同步电机的基于线性二次型调节器LQR和卡尔曼滤波KF的LQR-KF速度观测器模型；步骤4：进行仿真测试，电机内环控制与外环控制均采用PI控制，其中外环实际速度和位移信号来自LQR-KF速度观测器模型；步骤5：分析LQR-KF速度观测器模型的稳定性;设置电机定子电阻、电感在设定范围内变化，利用不匹配的电机参数，通过特征根轨迹分析法研究参数变化对速度观测器模型稳定性的影响；所述步骤1中直线电机闭环控制数学模型还包括VSD坐标系下的数学模型，所述VSD坐标系下的数学模型为：采用矢量空间解耦变换坐标变换方法，将DTP-PMLSM的各个变量分别映射到3个彼此正交的子空间，即d-q子空间、x-y子空间和零序子空间；因此，DTP-PMLSM在VSD坐标系下的数学模型为： ,式中，ud、uq分别为电机d轴、q轴电压，ux、uy分别为电机α轴和β轴上的电压，为电机的机械角速度，φf为电机永磁体磁链；对于表贴式电机，d轴电感Ld等于q轴电感Lq，用Ls表示；x轴电感等于y轴电感，用Lz表示；R为电阻；id和iq分别为电机d轴、q轴电流，ix、iy分别为电机α轴和β轴上的电流；所述步骤3的方法具体包括：（1）由LQR理论可知，对于一个引入反馈控制输入u=Kx的线性定常系统，闭环系统表示为： ,其中，K表示状态反馈控制器的增益矩阵，A为系统的状态转移矩阵，B为系统的控制输入矩阵,x表示系统状态量，为x的一阶导数；在t时刻，寻找一个最优控制律ut，使得性能指标函数J达到最小，性能指标函数J计算为： ,其中，Q和R分别代表状态变量x及输入量u的权重，为对角矩阵;（2）根据KF算法，假定在系统的状态方程和输出方程中都存在噪声，线性定常系统表示为： ,其中，y是系统的输出，A、B、C和D分别是系统的状态转移矩阵、控制输入矩阵、输出矩阵和动态反馈矩阵；通过调整D，对系统的输出进行调节，提高系统的性能，和是不相关的、均值为零的、高斯白噪声随机向量；因此，在已知噪声随机特征的前提下，系统状态观测器写成以下形式： ,其中，是系统状态量x的估计，是系统输出y的估计值，Ke为卡尔曼增益矩阵，在KF算法中通过矩阵的递推、更新运算求得；对于KF算法，通过最小化观测误差的期望来达到状态观测最优的目标；通过推导，观测误差的期望可表示为如下形式： , 和Γ分别表示系统噪声与测量噪声的协方差矩阵，β0为时间参数；（3）对比LQR中性能指标函数J的方程式与KF算法估计误差期望的表示式，从对偶性原则出发，得到以下对等公式： ,因此，通过LQR算法求解K，等效求出KF算法中的Ke；最后结合系统状态观测器，可实现系统的最优观测。

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