本發(fā)明涉及電流控制技術(shù)領域，尤其涉及一種永磁同步電機的電流控制方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)電流環(huán)是利用比例調(diào)節(jié)和積分調(diào)節(jié)(proportional integral controller，PI)控制器產(chǎn)生下一個脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation，PWM)周期的電壓控制信號Ud(定子d軸電壓控制信號)和Uq(定子q軸電壓控制信號)，但由于PI控制器屬于滯后型的控制器，只能根據(jù)偏差給出控制信號，無法提高系統(tǒng)的動態(tài)性。針對這一缺陷，目前一種較為流行的電流控制方法是電流預測控制方法，具體思路是通過獲取下一個開關(guān)周期開始時刻的參考定子電流指令值，并采樣當前控制周期的定子電流值，基于永磁同步電機模型方程計算出對應的電壓指令值，將指令值轉(zhuǎn)換成對應的開關(guān)管占空比，使輸出電流在下一個周期等于給定的參考電流。

基于無差拍思想的電流預測控制方法可以達到滿意的電流動態(tài)特性。但預測控制需要精確的對象模型才能輸出準確的控制行為，而電機對象是一個時變系統(tǒng)，在實際運行過程中，電機本體溫度會有一定程度的升高，而對溫度非常敏感的定子電阻和轉(zhuǎn)子磁鏈值都會隨之變化，且離散電機方程是非線性電機方程的近似離散線性化，忽略相應的高次項會存在一定的模型誤差，這樣采用標稱方程計算得出的電壓指令值就會在一定程度上偏離實際所需的電壓值，從而無法很好地控制電流精度。因此，如何補償模型誤差成為高精度預測電流控制的關(guān)鍵。

另外，在實際的驅(qū)動系統(tǒng)中，除了模型誤差外，逆變器的死區(qū)時間、開關(guān)管的通態(tài)壓降以及直流端的電壓擾動也會影響控制器的性能，給定子電流帶來一定的誤差和畸變。目前普遍使用的補償方法是基于固定電壓技術(shù)，通過死區(qū)時間、PWM周期以及直流母線電壓值大致估算出所損失的部分電壓值，然后將這部分損失的電壓值加入到空間電壓脈寬調(diào)制的各相電壓指令值中實現(xiàn)補償。

基于固定電壓補償?shù)乃绤^(qū)補償方法該種方法實現(xiàn)簡單，但沒有考慮零電流鉗位問題，而且采用固定電壓補償無法實現(xiàn)對死區(qū)電壓的完全補償，性能上要打一定折扣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有的電流預測控制方法中存在的電機參數(shù)攝動和建模誤差所帶來的電壓指令值偏差，以及目前死區(qū)電壓補償方法精度交底的問題，本發(fā)明提供了一種能夠有效抑制電流預測控制時由于參數(shù)攝動、建模不準確以及死去時間的影響，操作簡單易行的基于電流預測控制方法的永磁同步電機的電流控制方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種永磁同步電機的電流控制方法，適用于對所述永磁同步電機中的電流環(huán)進行電流控制；所述電流控制方法包括：

步驟S1.以一誤差參數(shù)為狀態(tài)量建立一電流控制模型；

步驟S2.采用一第一觀測器對所述誤差參數(shù)進行觀測，以獲得所述誤差參數(shù)；

步驟S3.根據(jù)獲得的所述誤差參數(shù)和所述電流控制模型處理得到一電壓指令值；

步驟S4.采用一第二觀測器對所述永磁同步電機的死區(qū)電壓進行觀測，以得到一死區(qū)電壓值；

步驟S5.將所述死區(qū)電壓值與所述電壓指令值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果對所述電壓指令值進行修正，以得到修正后的所述電壓指令值；

修正后的所述電壓指令值被輸入到一空間矢量脈寬調(diào)制裝置并進行調(diào)制，以獲得一用于控制所述電流環(huán)中的開關(guān)管進行動作的脈沖信號。

優(yōu)選的，所述步驟S1中，于一預測電流控制器中構(gòu)建所述電流控制模型，以對所述電壓指令值進行計算。

優(yōu)選的，所述步驟S1中，采用下述公式表示所述電流控制模型：

其中，

u＝[u_d u_q]^T；

表示所述電流環(huán)中的定子的電流值的估計量；

表示所述電流環(huán)中的所述定子的所述電流值的d軸分量的估計量；

表示所述電流環(huán)中的所述定子的所述電流值的q軸分量的估計量；

f表示所述誤差參數(shù)；

表示所述誤差參數(shù)的估計量；

f_d表示所述誤差參數(shù)的d軸分量；

f_q表示所述誤差參數(shù)的q軸分量；

u表示所述電流環(huán)中的所述定子的電壓值；

u_d表示所述電流環(huán)中的所述定子的所述電壓值的d軸分量；

u_q表示所述電流環(huán)中的所述定子的所述電壓值的q軸分量；

L_d表示所述電流環(huán)中的定子繞組的電感值的d軸分量；

L_q表示所述電流環(huán)中的所述定子繞組的所述電感值的q軸分量；

R_s表示所述電流環(huán)中的所述定子的電阻值；

Ψr表示所述電流環(huán)中的轉(zhuǎn)子的磁鏈值；

ω_r表示所述電流環(huán)中的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速值。

優(yōu)選的，所述步驟S2中，采用下述公式計算得到所述誤差參數(shù)：

其中，

u＝[u_d u_q]^T；

i表示所述電流環(huán)中定子的電流值；

表示所述電流環(huán)中的所述定子的所述電流值的估計量；

表示所述電流環(huán)中的所述定子的所述電流值的d軸分量的估計量；

表示所述電流環(huán)中的所述定子的所述電流值的q軸分量的估計量；

表示所述電流環(huán)中的所述定子的所述電流值經(jīng)過降階處理后得到的值；

表示所述電流環(huán)中所述電流值經(jīng)過降階處理后得到的值的估計量；

表示所述誤差參數(shù)的估計量；

表示所述誤差參數(shù)經(jīng)過降階處理后得到的值的估計量；

u表示所述電流環(huán)中的所述定子的電壓值；

u_d表示所述電流環(huán)中的所述定子的所述電壓值的d軸分量；

u_q表示所述電流環(huán)中的所述定子的所述電壓值的q軸分量；

L_d表示所述電流環(huán)中的定子繞組的電感值的d軸分量；

L_q表示所述電流環(huán)中的所述定子繞組的所述電感值的q軸分量；

R_s表示所述電流環(huán)中的所述定子的電阻值；

Ψr表示所述電流環(huán)中的轉(zhuǎn)子的磁鏈值；

ω_r表示所述電流環(huán)中的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速值；

G為一增益系數(shù)矩陣，g11，g12，g21和g22均為所述增益系數(shù)矩陣中的矩陣元素。

優(yōu)選的，所述步驟S3中，采用下述公式計算得到所述電壓指令值：

其中，

i_k＝[i_d(k) i_q(k)]^T；

f_k＝[f_d(k) f_q(k)]^T；

u_k表示所述電壓指令值；

i_k表示所述電流環(huán)中的當前采樣時刻的定子的電流采樣值；

i^*_k+1表示所述電流環(huán)中的所述當前采樣時刻的下一個采樣時刻的電流指令值；

i_d(k)表示所述電流環(huán)中的所述當前采樣時刻的所述定子的所述電流采樣值的d軸分量；

i_q(k)表示所述電流環(huán)中的所述當前采樣時刻的所述定子的所述電流采樣值的q軸分量；

f_k表示所述電流環(huán)中的所述當前采樣時刻的所述誤差參數(shù)；

f_d(k)表示所述電流環(huán)中的所述當前采樣時刻的所述誤差參數(shù)的d軸分量；

f_q(k)表示所述電流環(huán)中的所述當前采樣時刻的所述誤差參數(shù)的q軸分量；

L_d表示所述電流環(huán)中的定子繞組的電感值的d軸分量；

L_q表示所述電流環(huán)中的所述定子繞組的所述電感值的q軸分量；

T_s表示所述電流環(huán)中的脈沖寬制控制周期值；

R_s表示所述電流環(huán)中的所述定子的電阻值；

Ψr表示所述電流環(huán)中的轉(zhuǎn)子的磁鏈值；

ω_r表示所述電流環(huán)中的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速值。

優(yōu)選的，所述步驟S3中，在計算所述電壓指令值前，采用下述公式對所述誤差參數(shù)進行變換：

其中，

表示所述誤差參數(shù)的估計量；

ε表示變換后的所述誤差參數(shù)；

Gi表示。。。。

優(yōu)選的，所述步驟S4中，采用下述公式計算得到所述死區(qū)電壓值：

其中，

表示所述死區(qū)電壓值經(jīng)過降階處理后得到的值的估計量；

γ為自適應系數(shù)，所述自適應系數(shù)大于零；

e_a表示所述電流環(huán)中的定子的a相電流預測值與所述定子的a相電流實際值的差值；

i_a表示所述電流環(huán)中的所述定子的所述a相電流實際值；

L_s表示所述電流環(huán)中的定子繞組的電感值。

優(yōu)選的，采用下述公式計算得到所述a相電流實際值：

其中，

i_a表示所述電流環(huán)中的所述定子的所述a相電流實際值；

表示所述電流環(huán)中的所述定子的所述a相電流實際值經(jīng)過降階處理后得到的值；

θ_r表示所述電流環(huán)中的轉(zhuǎn)子的角度值；

u_dead表示所述死區(qū)電壓值；

u_a^*表示所述電壓指令值的a相分量；

L_s表示所述電流環(huán)中的所述定子繞組的電感值；

R_s表示所述電流環(huán)中的所述定子的電阻值；

Ψr表示所述電流環(huán)中的所述轉(zhuǎn)子的磁鏈值；

ω_r表示所述電流環(huán)中的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速值。

優(yōu)選的，采用下述公式計算得到所述a相電流預測值：

其中，

i_a表示所述電流環(huán)中的所述定子的所述a相電流實際值；

表示所述電流環(huán)中的所述定子的所述a相預測電流值經(jīng)過降階處理后得到的值的估計量；

θ_r表示所述電流環(huán)中的轉(zhuǎn)子的角度值；

表示所述死區(qū)電壓值經(jīng)過降階處理后得到的值的估計量；

u_a^*表示所述電壓指令值的a相分量；

L_s表示所述電流環(huán)中的所述定子繞組的電感值；

R_s表示所述電流環(huán)中的所述定子的電阻值；

Ψr表示所述電流環(huán)中的所述轉(zhuǎn)子的磁鏈值；

ω_r表示所述電流環(huán)中的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速值。

本發(fā)明的有益效果是：在現(xiàn)有的永磁同步電機閉環(huán)電流控制中添加模型誤差補償和死區(qū)電壓補償，以補償后的電壓指令值對永磁同步電機進行閉環(huán)電流控制，將補償后的電壓指令值輸入一空間矢量脈寬調(diào)制裝置進行運算得出控制，使電流信號能夠準確跟蹤電壓指令值，解決現(xiàn)有技術(shù)中電流預測控制方法中電機參數(shù)攝動和建模誤差所帶來的電壓指令偏差，以及目前死區(qū)補償方法精度較低的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，永磁同步電機的電流控制的模型示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，永磁同步電機的電流控制方法的流程圖；

圖3為無補償情況下的a相電流波形圖；

圖4為無補償情況下的定子dq軸波形圖；

圖5為完全補償情況下的a相電流波形圖；

圖6為完全補償情況下的定子dq軸波形圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，下述技術(shù)方案，技術(shù)特征之間可以相互組合。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的說明：

如圖1-2所示，

一種永磁同步電機的電流控制方法，適用于對上述永磁同步電機中的電流環(huán)進行電流控制；其特征在于，上述電流控制方法包括：

步驟S1.以一誤差參數(shù)為狀態(tài)量建立一電流控制模型；

步驟S2.采用一第一觀測器對上述誤差參數(shù)進行觀測，以獲得上述誤差參數(shù)；

步驟S3.根據(jù)獲得的上述誤差參數(shù)和上述電流控制模型處理得到一電壓指令值；

步驟S4.采用一第二觀測器對上述永磁同步電機的死區(qū)電壓進行觀測，以得到一死區(qū)電壓值；

步驟S5.將上述死區(qū)電壓值與上述電壓指令值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果對上述電壓指令值進行修正，以得到修正后的上述電壓指令值；

修正后的上述電壓指令值被輸入到一空間矢量脈寬調(diào)制裝置并進行調(diào)制，以獲得一用于控制上述電流環(huán)中的開關(guān)管進行動作的脈沖信號；

于一預測電流控制器中構(gòu)建上述電流控制模型，以對上述電壓指令值進行計算。

在本實施例中，從三相電壓源逆變器(voltage source inverter，VSI)的輸出中獲取永磁同步電機的三相電流(a相電流i_a和b相電流i_b和圖中未示出的c相電流i_c)，通過坐標變換得到在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的電機定子電流(定子d軸上的電流分量i_d和定子q軸上的電流分量i_q)，其中，上述的坐標變換包括三相靜止坐標系轉(zhuǎn)兩相靜止坐標系(3s/2s，即CLARK變換)和兩相靜止坐標系轉(zhuǎn)兩相旋轉(zhuǎn)坐標系(2s/2r，即PARK變換)，將經(jīng)過坐標變換后得到的定子d軸上的電流分量i_d和定子q軸上的電流分量i_q輸入到第一觀測器和預測電流控制器中，第一觀測器經(jīng)過計算得到誤差參數(shù)(定子d軸上的誤差參數(shù)分量f_d和定子q軸上的誤差分量f_q)并將誤差參數(shù)輸入到預測電流觀測器中，同時，采集電流環(huán)控制中當前時刻的電流指令值(定子d軸上的電流指令值分量i_d和定子q軸上的電流指令值分量i_q)，上述的預測電流控制器經(jīng)過計算得到電壓指令值(定子d軸上的電壓指令值的分量u^*_d和定子q軸上的電壓指令值的分量u^*_q)。

進一步的，由于三相對稱，只要能觀測到一相的死區(qū)電壓即可，因此，第二觀測器從三相電壓源逆變器的輸出中獲取永磁同步電機的a相電流i_a經(jīng)過計算先得到a相死區(qū)電壓最后得到死區(qū)電壓值(定子d軸上的死區(qū)電壓值u_{d dead}和定子q軸上的死區(qū)電壓值u_{q dead})，利用死區(qū)電壓值對電壓指令值進行修正得到修正后的電壓指令值，修正后的死區(qū)電壓值經(jīng)過坐標轉(zhuǎn)換(兩相旋轉(zhuǎn)坐標系轉(zhuǎn)兩相靜止坐標系2r/2s)得到兩相靜止坐標系下的電壓指令值，然后，將經(jīng)過坐標轉(zhuǎn)換的電壓指令值輸入到空間矢量脈寬調(diào)制裝置(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)并進行調(diào)制，以獲得用于控制上述電流環(huán)中的開關(guān)管(即三相VSI中的開關(guān)管)進行動作的脈沖信號。

其中，旋轉(zhuǎn)變壓器作為角度位置信號檢測傳感器，用于檢測電機轉(zhuǎn)子的角度位置(θ_r表示電流環(huán)中的轉(zhuǎn)子的角度值，為上述角度值的估算量)等信息。

如圖3-6所示，通過對比上面補償前后的電流波形圖可知，在補償前，電流信號不能真實的跟蹤電流指令，存在一定的偏差，同時由于死區(qū)時間的影響，dq軸電流存在一定的脈動。在應用了本發(fā)明所提出的補償策略后，對定子電流取得了良好的控制效果。

通過圖1可以看出，基于兩個平行的觀測器(第一觀測器和第二觀測器)對電機方程中的不確定項和死區(qū)電壓進行觀測，不確定項輸出到預測電流控制器中參與電壓指令值得運算，死區(qū)電壓對預測電流控制器的輸出指令值進行修正，通過上述步驟就能對定子電流產(chǎn)生較好的控制效果。

因此，在現(xiàn)有的永磁同步電機閉環(huán)電流控制中添加模型誤差補償和死區(qū)電壓補償，以補償后的電壓指令值對永磁同步電機進行閉環(huán)電流控制，將補償后的電壓指令值輸入一空間矢量脈寬調(diào)制裝置進行運算得出控制，使電流信號能夠準確跟蹤電壓指令值，解決現(xiàn)有技術(shù)中電流預測控制方法中電機參數(shù)攝動和建模誤差所帶來的電壓指令偏差，以及目前死區(qū)補償方法精度較低的問題。

本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，上述步驟S1中，采用下述公式表示上述電流控制模型：

其中，f_c＝[f_d f_q]^T；u＝[u_d u_q]^T；表示上述電流環(huán)中的定子的電流值的估計量；表示上述電流環(huán)中的上述定子的上述電流值的d軸分量的估計量；表示上述電流環(huán)中的上述定子的上述電流值的q軸分量的估計量；f表示上述誤差參數(shù)；表示上述誤差參數(shù)的估計量；f_d表示上述誤差參數(shù)的d軸分量；f_q表示上述誤差參數(shù)的q軸分量；u表示上述電流環(huán)中的上述定子的電壓值；u_d表示上述電流環(huán)中的上述定子的上述電壓值的d軸分量；u_q表示上述電流環(huán)中的上述定子的上述電壓值的q軸分量；L_d表示上述電流環(huán)中的定子繞組的電感值的d軸分量；L_q表示上述電流環(huán)中的上述定子繞組的上述電感值的q軸分量；R_s表示上述電流環(huán)中的上述定子的電阻值；Ψr表示上述電流環(huán)中的轉(zhuǎn)子的磁鏈值；ω_r表示上述電流環(huán)中的上述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速值。

在本實施例中，采樣當前時刻的定子d軸反饋電流信號i_d(k)、定子q軸反饋電流信號i_q(k)，再利用上面的公式計算下一個采樣時刻的定子電流值(也即下一時刻的預測電流值)和與傳統(tǒng)電機電流方程不同的是，方程加入了誤差參數(shù)f_d和f_q，由于誤差參數(shù)在初始階段是0，采樣的實際電流和方程計算所得的預測電流值不完全一致，因此，可以基于這一誤差來計算誤差參數(shù)f_d和f_q。

本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，上述步驟S2中，采用下述公式計算得到上述誤差參數(shù)：

其中，u＝[u_d u_q]^T；i表示上述電流環(huán)中定子的電流值；表示上述電流環(huán)中的上述定子的上述電流值經(jīng)過降階處理后得到的值；表示上述電流環(huán)中上述電流值經(jīng)過降階處理后得到的值的估計量；表示上述誤差參數(shù)的估計量；表示上述誤差參數(shù)經(jīng)過降階處理后得到的值的估計量；表示上述電流環(huán)中的上述定子的上述電流值的估計量；表示上述電流環(huán)中的上述定子的上述電流值的d軸分量的估計量；表示上述電流環(huán)中的上述定子的上述電流值的q軸分量的估計量；u表示上述電流環(huán)中的上述定子的電壓值；u_d表示上述電流環(huán)中的上述定子的上述電壓值的d軸分量；u_q表示上述電流環(huán)中的上述定子的上述電壓值的q軸分量；L_d表示上述電流環(huán)中的定子繞組的電感值的d軸分量；L_q表示上述電流環(huán)中的上述定子繞組的上述電感值的q軸分量；R_s表示上述電流環(huán)中的上述定子的電阻值；Ψr表示上述電流環(huán)中的轉(zhuǎn)子的磁鏈值；ω_r表示上述電流環(huán)中的上述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速值；G為一增益系數(shù)矩陣，g11，g12，g21和g22均為上述增益系數(shù)矩陣中的矩陣元素。

在本實施例中，對公式(1)進行降階得到下述公式：

公式(2)和公式(3)均由公式(1)轉(zhuǎn)換而來，G矩陣中的矩陣元素的選取決定了確定項f_d和f_q收斂的快慢，但是收斂速度不可過快，否則會導致觀測器不收斂。

本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，上述步驟S3中，采用下述公式計算得到上述電壓指令值：

其中，i_k＝[i_d(k) i_q(k)]^T；f_k＝[f_d(k) f_q(k)]^Tu_k表示上述電壓指令值；i_k表示上述電流環(huán)中的當前采樣時刻的定子的電流采樣值；i^*_k+1表示上述電流環(huán)中的上述當前采樣時刻的下一個采樣時刻的電流指令值；i_d(k)表示上述電流環(huán)中的上述當前采樣時刻的上述定子的上述電流采樣值的d軸分量；i_q(k)表示上述電流環(huán)中的上述當前采樣時刻的上述定子的上述電流采樣值的q軸分量；f_k表示上述電流環(huán)中的上述當前采樣時刻的上述誤差參數(shù)；f_d(k)表示上述電流環(huán)中的上述當前采樣時刻的上述誤差參數(shù)的d軸分量；f_q(k)表示上述電流環(huán)中的上述當前采樣時刻的上述誤差參數(shù)的q軸分量；L_d表示上述電流環(huán)中的定子繞組的電感值的d軸分量；L_q表示上述電流環(huán)中的上述定子繞組的上述電感值的q軸分量；T_s表示上述電流環(huán)中的脈沖寬制控制周期值；R_s表示上述電流環(huán)中的上述定子的電阻值；Ψr表示上述電流環(huán)中的轉(zhuǎn)子的磁鏈值；ω_r表示上述電流環(huán)中的上述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速值。

在本實施例中，將公式(3)離散化并移項后，就可以獲取控制電壓(電壓指令值)的計算公式(4)，在第一觀測器獲取誤差參數(shù)f_k后，將f_k送入預測電流控制器中經(jīng)過公式(4)的計算就能夠得到電壓指令值。

本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，上述步驟S3中，在計算上述電壓指令值前，采用下述公式對上述誤差參數(shù)進行變換：

其中，表示上述誤差參數(shù)的估計量；ε表示變換后的上述誤差參數(shù)；Gi表示。。。。

在本實施例中，由于電流中高頻噪聲的存在，在第一觀測器中可以直接使用電流微分值會破壞觀測器的穩(wěn)定性，上述方程還不具備工程價值，因此，將其中的狀態(tài)量作公式(5)的變換。

本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，上述步驟S4中，采用下述公式計算得到上述死區(qū)電壓值：

其中，表示上述死區(qū)電壓值經(jīng)過降階處理后得到的值的估計量；γ為自適應系數(shù)，上述自適應系數(shù)大于零；e_a表示上述電流環(huán)中的定子的a相電流預測值與上述定子的a相電流實際值的差值；i_a表示上述電流環(huán)中的上述定子的上述a相電流實際值；L_s表示上述電流環(huán)中的定子繞組的電感值。

在本實施例中，在完成了對單相死區(qū)電壓的觀測后，可以通過坐標變換將三相上的死區(qū)電壓轉(zhuǎn)換到dq兩相旋轉(zhuǎn)坐標系上。將第一觀測器和第二觀測器所得出的觀測器值前饋到電壓指令信號中，就可以完成對不確定項和死區(qū)時間的補償。

本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，采用下述公式計算得到上述a相電流實際值：

其中，i_a表示上述電流環(huán)中的上述定子的上述a相電流實際值；表示上述電流環(huán)中的上述定子的上述a相電流實際值經(jīng)過降階處理后得到的值；θ_r表示上述電流環(huán)中的轉(zhuǎn)子的角度值；u_dead表示上述死區(qū)電壓值；u_a^*表示上述電壓指令值的a相分量；L_s表示上述電流環(huán)中的上述定子繞組的電感值；R_s表示上述電流環(huán)中的上述定子的電阻值；Ψr表示上述電流環(huán)中的上述轉(zhuǎn)子的磁鏈值；ω_r表示上述電流環(huán)中的上述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速值。

本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，采用下述公式計算得到上述a相電流預測值：

其中，i_a表示上述電流環(huán)中的上述定子的上述a相電流實際值；表示上述電流環(huán)中的上述定子的上述a相預測電流值經(jīng)過降階處理后得到的值的估計量；θ_r表示上述電流環(huán)中的轉(zhuǎn)子的角度值；表示上述死區(qū)電壓值經(jīng)過降階處理后得到的值的估計量；u_a^*表示上述電壓指令值的a相分量；L_s表示上述電流環(huán)中的上述定子繞組的電感值；R_s表示上述電流環(huán)中的上述定子的電阻值；Ψr表示上述電流環(huán)中的上述轉(zhuǎn)子的磁鏈值；ω_r表示上述電流環(huán)中的上述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速值。

在本實施例中，公式(7)中，是預測電流控制器在經(jīng)過補償后給出的a相輸入電壓(電壓指令值在a相上的分量)，用和經(jīng)過坐標變換后得出，u_dead是未知的，可以將a相實際電流方程(即公式7)作為一個參考模型，再建立一個預測模型(即公式8)，是死區(qū)電壓的估計值，通過比較上面公式(7)和公式(8)可以看到，如果不等于實際的死區(qū)補償電壓，則預測值和實際值i_a之間會存在誤差，可以利用此偏差設計相應的自適用率來估計死區(qū)電壓大小。為此，定義設計相應的第二觀測器(采用公式6作為觀測器的模型)。

在一個具體實施例中，將本發(fā)明應用到電動汽車控制器上，具體實現(xiàn)步驟如下：

建立電動汽車永磁同步電機電流方程，為了提高電流控制的精度，需要在電流方程中加入不確定項f_k，可以得到電壓計算方程如下：

設計一個線性降階觀測器(第一觀測器)來估計f_k，具體過程如下：

利用離散電機電流方程來估計下一采樣時刻的定子dq電流值，在方程中要加入不確定項f，然后將預估定子dq電流值和采樣值進行比較，利用它們之間的差值來設計自適應率，第一觀測器具體形式如下：

對上式進行離散化。

設計一個死區(qū)電壓觀測器(第二觀測器)來估計死區(qū)電壓u_dead，具體過程如下：

由于三相對稱，只要能觀測到一相的死區(qū)電壓即可。以電機定子a相的死區(qū)電壓u_dead為對象設計第二觀測器，建立a相電流方程如下：

其中，u_a^*是預測電流控制器在經(jīng)過補償后給出的a相輸入電壓，用定子d軸上的電壓指令值的分量u^*_d和定子q軸上的電壓指令值的分量u^*_q經(jīng)過坐標變換后得出，u_dead是未知的，可以將a相實際電流方程作為一個參考模型，再建立一個預測模型：

通過比較上面兩個方程可以看到，如果不等于實際的死區(qū)補償電壓，則預測值和實際值i_a之間會存在誤差，為此，定義設計相應的第二觀測器如下：

上述方程均進行離散化。

建立永磁同步電機電流環(huán)，將dq軸上一采樣時刻的電流指令值和本采樣時刻的電流采樣值送入第一觀測器中，估計出不確定項；將dq軸下一采樣時刻的電流指令值、本采樣時刻的電流采樣值以及不確定項估計值送入電流預測控制器中，計算出電壓指令值；將上一時刻的電壓指令值和本時刻的a相電流值送入死區(qū)電壓觀測器中，計算出單相死區(qū)電壓u_dead，然后進行坐標變換后得出dq軸上的死區(qū)電壓大??；將此死區(qū)電壓與電壓指令值進行比較后送入SVPWM模塊中進行運算，得出最終的控制信號。

通過說明和附圖，給出了具體實施方式的特定結(jié)構(gòu)的典型實施例，基于本發(fā)明精神，還可作其他的轉(zhuǎn)換。盡管上述發(fā)明提出了現(xiàn)有的較佳實施例，然而，這些內(nèi)容并不作為局限。

對于本領域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應看作是涵蓋本發(fā)明的真實意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價的范圍與內(nèi)容，都應認為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。