【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机直接转矩控制方法及系统
本专利技术涉及永磁同步电机控制系统领域，更具体地说，涉及一种永磁同步电机直接转矩控制方法及系统。
技术介绍
永磁同步电机(PMSM)具有许多优点，例如结构简单，功率因数高，高效率，高转矩密度，高转矩惯量比，较宽的运行区间和较低的维护成本。同时，现代永磁同步电机采用铁氧体和高性能的稀土永磁材料，较以往的电机效率得到了提升，因此被广泛应用于伺服系统，如电动汽车、机器人，数控机床等其他工业控制领域。永磁同步电机的控制策略通常采用矢量控制和直接转矩控制。直接转矩控制是继矢量控制之后发展起来的一种调速技术，其避开了矢量控制电流解耦控制的思想，利用两个滞环比较器控制电机的磁链和转矩，具有转矩响应迅速、不需要坐标变换、对电机参数依赖性小等优点，因而被广泛应用于永磁同步电机调速系统。永磁同步电机是一个多输入、多输出、时变性、强耦合的非线性系统，在实际应用中存在负载变化、摩擦以及参数摄动等干扰，这些干扰的存在降低了系统的控制精度，影响了系统的控制性能。若能合理设计扰动观测器，实现对系统扰动的观测...
【技术保护点】
1.一种永磁同步电机直接转矩控制方法，其特征在于：给定永磁同步电机的参考速度ω
【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机直接转矩控制方法，其特征在于：给定永磁同步电机的参考速度ω*，根据速度环的复合控制律，得到永磁同步电机的参考转矩Te*，永磁同步电机模型存在慢变扰动d(t)和转矩扰动q(t)，将这两种扰动作为扩展的状态，建立内模扩张状态观测器，将转速ω和给定转矩Te*作为内模扩张状态观测器的输入，对扩展的状态d(t)和q(t)进行观测估计，进而对永磁同步电机转矩的进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机直接转矩控制方法，其特征在于，建立内模扩张状态观测器包括以下步骤：
步骤1、根据恒定定子磁链的控制方法，建立永磁同步电机电磁转矩方程；
步骤2、由永磁同步电机电磁转矩方程分析系统的扰动成分，确定扰动补偿对象；
步骤3、将扰动变量作为扩张状态，基于内模原理和扩张状态观测原理，生成能够分别观测非周期慢变干扰和周期性干扰的内模扩张状态观测器；
步骤4、根据给定速度和反馈速度之间的误差，建立误差系统的状态方程，利用内模扩张状态观测器的扰动估计值作为扰动抑制的前馈补偿量，将反馈控制和前馈控制相结合，生成速度环的复合控制律。
3.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机直接转矩控制方法，其特征在于，所述步骤1中建立永磁同步电机转矩方程还包括以下步骤：
步骤1.1、建立永磁同步电机在转子磁场定向dq轴坐标系下永磁同步电机电压方程：
其中，usd、usq是电机定子电压在dq轴坐标系下的直交轴电压分量，isd、isq是电机定子电流在dq轴坐标系下的直交轴电流分量，Rs是定子电阻，p是微分因子，ωr是转子旋转电角速度，λsd、λsq是定子磁链的直交轴分量；
将定子磁链的直交轴分量表示为：
其中，Ld、Lq是永磁同步电机直交轴电感，λf为永磁磁链；
步骤1.2、建立永磁同步电机在dq轴坐标系下的转矩方程：
其中Te为永磁同步电机的转矩。
4.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机直接转矩控制方法，其特征在于：直接转矩控制的实现需要估算定子磁通和电磁转矩，定子磁通表示为：
5.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机直接转矩控制方法，其特征在于，所述步骤2中分析永磁同步电机伺服系统的扰动成分还包括以下步骤：
步骤2.1、建立永磁同步电机的运动方程：
其中，ω0为角速度，TL为负载转矩，B为滑动摩擦系数，J为转动惯量，
步骤2.2、根据永磁同步电机机械运动方程可得：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙振兴，邱松，张一诺，张兴华，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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