1.一种基于改进型扩张状态观测器的转子运行参数估计方法,其特征在于,包括:获取两相静止坐标系下的电流iα、电流iβ;
根据以电流iα为主体变量构造的改进型扩张状态观测器估计反电势分量 以及根据以电流iβ为主体变量构造的改进型扩张状态观测器估计反电势分量根据所述反电势分量 以转子位置角为主体变量构造的改进型扩张状态观测器以及信号采样角频率ωs,估计转子运行参数,所述转子运行参数包括转子电角速度和转子位置角,
所述根据所述反电势分量 以转子位置角为主体变量构造的改进型扩张状态观测器以及信号采样角频率ωs,估计转子运行参数,具体包括:根据所述反电势分量 以及所述信号采样角频率ωs,按照第二预设公式和第三预设公式,计算所述转子位置角估计值所述第二预设公式为:
所述第三预设公式为:
其中,所述 为当前转子电角速度,所述Δθ为 的补偿值,ωs为信号采样角频率, 为转子电角速度估计值,εθ为转子位置角偏差, 为所述改进型扩张状态观测器对转子位置角的估计值,θr为转子位置角实际值, Q为总扰动,包括电磁转矩和负载转矩,β01、β02、β03、α1、α2、δ为预设参数,根据电机运动方程,构造以转子位置角θr为主体变量的改进型扩张状态观测器,具体为:
根据所述改进型扩张状态观测器估计所述转子电角速度估计值 并更新所述当前转子电角速度 为所述转子电角速度估计值
2.根据权利要求1所述的基于改进型扩张状态观测器的转子运行参数估计方法,其特征在于,所述改进型扩张状态观测器包括改进型二阶非线性扩张状态观测器、改进型二阶线性扩张状态观测器、改进型三阶非线性扩张状态观测器和改进型三阶线性扩张状态观测器中的任意一种,
所述改进型二阶非线性扩张状态观测器的结构为:其中,所述x1为可量测变量, z1为x1的观测值,e1为z1与x1之间的偏差,z2为x2的观测值,β01、β02为预设参数,取大于1的正数值,fal()为非线性函数,u(t)为控制量,b为已知常数,α为非线性因子,δ为滤波因子,所述非线性函数fal()为fal(ε,α,δ):其中,所述α为非线性因子,ε为偏差变量,δ为滤波因子,所述改进型二阶线性扩张状态观测器的结构为:其中,所述x1为可量测变量, z1为x1的观测值,e1为z1与x1之间的偏差,z2为x2的观测值,a1、a2为预设参数,取大于1的正数值,u(t)为控制量,b为已知常数,所述改进型三阶非线性扩张状态观测器的结构为:其中,所述x1为可量测变量, z1为x1的观测值,e1为z1与x1之间的偏差,z2为x2的观测值,z3为x3的观测值,β01、β02、β03为预设参数,取大于1的正数值,fal()为非线性函数,u(t)为控制量,b为已知常数,α1、α2为非线性因子,δ为滤波因子,所述非线性函数fal()为fal(ε,α,δ):其中,所述α为非线性因子,ε为偏差变量,δ为滤波因子,所述改进型三阶线性扩张状态观测器的结构为:其中,所述x1为可量测变量, z1为x1的观测值,e1为z1与x1之间的偏差,z2为x2的观测值,z3为x3的观测值,a1、a2、a3为预设参数,取大于1的正数值,u(t)为控制量,b为已知常数。
3.根据权利要求2所述的基于改进型扩张状态观测器的转子运行参数估计方法,其特征在于,根据以电流iα为主体变量构造的改进型扩张状态观测器估计反电势分量 以及根据以电流iβ为主体变量构造的改进型扩张状态观测器估计反电势分量 具体包括:在两相静止坐标系下构造以电流iα为主体变量的改进型扩张状态观测器,具体为:在两相静止坐标系下构造以电流iβ为主体变量的改进型扩张状态观测器,具体为:根据所述改进型扩张状态观测器确定的系统扰动估计值Qα、Qβ,按照第一预设公式,计算反电势分量
所述第一预设公式为:
其中,所述 分别电流iα、电流iβ的估计值,εα为 和iα之间的偏差,εβ为 和iβ之间的偏差,Qα、Qβ为系统扰动估计值,βα1,βα2,ββ1,ββ2,α11,α12,α22,δ为预设参数,Rs为定子相绕组电阻,L为定子相绕组电感。
4.一种基于改进型扩张状态观测器的电机无位置传感器控制系统,其特征在于,包括:基于改进型扩张状态观测器的转子运行参数估计模块,将根据权利要求1至3中任一项所述的基于改进型扩张状态观测器的转子运行参数估计方法确定的转子电角速度估计值作为转速反馈值构造转速闭环,以及构造两相转子同步旋转坐标系下的电流闭环,实现电机无位置传感器下的转速电流双闭环电压空间矢量控制。
5.根据权利要求4中所述的基于改进型扩张状态观测器的电机无位置传感器控制系统,其特征在于,还包括:
电压型逆变电路,与直流电压输入电路相连;
永磁体表贴式同步电机,与所述电压型逆变电路相连;
电流电压检测模块,与所述永磁体表贴式同步电机相连,用于检测所述永磁体表贴式同步电机的三相电流和三相电压;
第一坐标变换模块,连接于所述电流电压检测模块与所述基于改进型扩张状态观测器的转子运行参数估计模块之间,用于将所述电流电压检测模块检测到的三相电流和三相电压变换为两相静止坐标系下的电流和电压;
第二坐标变换模块,与所述电流电压检测模块相连,用于将所述电流电压检测模块检测到的三相电流变换为两相同步旋转坐标系下的电流;
电压空间矢量脉宽调整运算模块,与所述电压型逆变电路相连;
第三坐标变换模块,与所述电压空间矢量脉宽调整运算模块相连,用于将两相同步旋转坐标系下的电压变换为两相静止坐标系下的电压。