CN103715951B - 能耗型双定子被动式力矩伺服系统 - Google Patents

Abstract

能耗型双定子被动式力矩伺服系统，属于半实物仿真技术领域，本发明为解决现有被动式力矩伺服系统中的常用的加载电机存在的问题。本发明采用隐极式的双定子电机作为加载电机，在外定子变流器和双定子电机的外定子三相绕组之间各串联一个电阻R，每个电阻R两端并联一个开关管，分别为T1、T2和T3；采用内定子变流器驱动内定子三相绕组；外定子变流器和内定子变流器共用一条直流母线；外定子变流器和内定子变流器的驱动信号均由双定子电机驱动器提供，双定子电机驱动器采用三环控制方式，其中电流环提供给外定子和内定子的交直轴电流给定值由功率配比调节器完成，在精确控制输出电磁转矩的同时，降低了电磁转矩内环力矩波动。

Description

能耗型双定子被动式力矩伺服系统

技术领域

本发明涉及能耗型双定子被动式力矩伺服系统，属于半实物仿真技术领域。

背景技术

在电动机和电力传动、电动汽车驱动、舰船推进、飞机和飞行器舵机以及水下运载器等设备的研制中，往往都采用被动式力矩伺服系统，以半实物仿真方式提供负载转矩，模拟所研制设备在真实工作状态和环境下承受的转矩负荷。例如，船舶电力推进技术的研究需要建立大功率推进电机试验系统，螺旋桨负载模拟是推进系统研究中的重要组成部分，它要求模拟螺旋桨负载的电机工作在特殊状态，即其机械特性与螺旋桨机械特性吻合；在飞行器导航的关键执行部件——舵机的性能试验中通常要模拟飞行器在飞行过程中作用在舵面上的与舵面运动方向相反且不断变化的空气阻力矩以及摩擦和惯性力矩；模拟导弹尾翼在发射展开过程中所受到的空气阻力矩；此外，还有模拟机器人关节负载力矩、建筑结构试验中的振动负载以及电动汽车等动力牵引装置的负载力矩等等。

目前，被动式力矩伺服系统大多采用三环控制方式，包括负载转矩环、速度环和电流环，如图1所示，转矩传感器提供负载转矩T_L，再根据负载转矩给定值由负载转矩控制器实现负载转矩环控制；根据测定的电机转速，由速度环控制器实现速度环控制；电流环中的PI模块输入的信号是单电机定子的交直轴电流给定值。

国内被动式力矩伺服系统中的常用的加载电机机种不外乎是用于调速和位置伺服领域中的通用电机，例如，交直流电动机、力矩电机或永磁同步电机等。这些电机往往都具有转速高、惯量大、转矩小的特性，与被动式力矩伺服系统需求特性的匹配性较差。在加载转矩超过200Nm时，采用直接驱动会使系统惯量显著增大，严重影响系统频宽；对于更大转矩的场合，往往采用减速器来放大输出转矩，这又会引入摩擦、间隙等非线性环节，在降低频宽的同时还增大了系统控制难度。为此，研制能够工作于直接驱动方式的低惯量、大转矩的加载电机，是提高被动式力矩伺服系统动静态性能的关键问题之一。此外被动式力矩伺服系统的工作方式决定了其四象限运行的特点，频繁的在电动和发电状态切换，当回馈的电能无法有效的处理掉时，会造成母线电压的泵升，恶化系统的输出转矩性能，由于回馈的能量不连续，且瞬时功率大，平均能量较小，若在网侧加入双向变流器一是会造成成本的上升、控制的复杂，还会造成较大的网侧谐波。通常采用的方式为在直流母线并入一个开关和电阻，当电压高于阈值时进行泄放，该方法虽然可以抑制过高的电压泵升，但同样会造成母线电压的波动。

发明内容

本发明目的是为了解决现有被动式力矩伺服系统中的常用的加载电机存在的问题，提供了一种能耗型双定子被动式力矩伺服系统。

本发明所述能耗型双定子被动式力矩伺服系统，采用隐极式的双定子电机作为加载电机，在外定子变流器和双定子电机的外定子三相绕组之间各串联一个电阻R，每个电阻R两端并联一个开关管，分别为T1、T2和T3；

采用内定子变流器驱动内定子三相绕组；

外定子变流器和内定子变流器共用一条直流母线；

外定子变流器和内定子变流器的驱动信号均由双定子电机驱动器提供，双定子电机驱动器采用三环控制方式，

其中电流环提供给外定子和内定子的交直轴电流给定值的判断原则为：

步骤一、确定T_e和ω_r的正方向，判断P=ηT_eω_r≤0是否成立；其中，P为双定子被动式力矩伺服系统工作于发电状态下直流母线吸收的电功率，η为双定子电机效率因数，T_e为双定子电机输出电磁转矩；ω_r为双定子永磁同步电机输出的机械角速度；

规定T_e和ω_r同方向时，式不成立，双定子被动式力矩伺服系统工作于电动状态，开关管T1、T2和T3断开，并执行步骤二；

T_e和ω_r异方向时，式成立，则判断双定子被动式力矩伺服系统工作于发电状态，开关管T1、T2和T3闭合，外定子三相绕组串联的三个电阻R串入电路，并执行步骤三；

步骤二、按下述公式实现对外定子和内定子的电磁力给定值的分配：

$\left\{\begin{array}{c}{T}_e^{*}=T_{e1}^{*}+T_{e2}^{*}\\ T_{e1}^{*}=\frac{m}{1+m}{T}_e^{*}=N{\mathrm{\ψ}}_1{i}_{q1}\\ T_{e2}^{*}=\frac{1}{1+m}{T}_e^{*}=N{\mathrm{\ψ}}_2{i}_{q2}\end{array}\right.;$

其中：为负载转矩环输出的双定子电机的电磁转矩给定值；为外定子电磁转矩给定值；为内定子电磁转矩给定值；m为功率裂比；N为双定子电机的极对数；ψ₁为外定子永磁体磁链，ψ₂为内定子永磁体磁链，i_q1为外定子交轴电流，i_q2为内定子交轴电流；

步骤三、令并判断关系式是否成立，来判断根据功率计算出的外定子交轴电流是否超过了根据电磁转矩计算出的电流；

如果成立，表明外定子输出的电磁力不足，需要内定子作用，则执行步骤四；

如果不成立，表明外定子输出的电磁力过大，超出了期望值，需要采用弱磁的方法，则执行步骤七；

步骤四、判断关系式是否成立；i_s1max为外定子绕组允许流过的最大电流矢量；

如果成立，执行步骤五；如果不成立，执行步骤六；

步骤五、令取前一步骤的值； $i_{q2}^{*}=i_{d2}^{*}=0;$ $i_{q2}^{*}=(T_e^{*}-N{\mathrm{\ψ}}_1{i}_{q1}^{*})/N{\mathrm{\ψ}}_2;$ 完成双定子交直轴电流给定值的输出；

如若i_s2max为内定子绕组允许流过的最大电流矢量；则 $\left|i_{q2}^{*}\right|=i_{s2\max },$ $i_{q1}^{*}=(T_e^{*}-N{\mathrm{\ψ}}_2{i}_{q2}^{*})/N{\mathrm{\ψ}}_1,$ 再次判断若 $\left|i_{q1}^{*}\right|\≥i_{s1\max },$ 则 $\left|i_{q1}^{*}\right|\≥i_{s1\max },$ 其中电流值与Te同号；完成双定子交直轴电流给定值的输出；

其中：为外定子直轴电流给定值；为内定子直轴电流给定值；为内定子交轴电流给定值；R为电阻R的阻值；

步骤六、令然后执行步骤五；

步骤七、令 $\left|i_{q1}^{*}\right|=\left|T_e^{*}\right|/N{\mathrm{\ψ}}_1;$ $\left|i_{d1}^{*}\right|=\sqrt{\left|P\right|/R-i_{q1}^{*2}},$ 然后执行步骤八；

步骤八、判断关系式是否成立；

如果成立，执行步骤九；如果不成立，执行步骤十；

步骤九、令 $i_{q1}^{*}=T_e^{*}/N{\mathrm{\ψ}}_1,$ $\left|i_{d1}^{*}\right|=\sqrt{\left|P\right|/R-i_{q1}^{*2}};$

其中直轴和交轴的电流异号；完成双定子交直轴电流给定值的输出；

步骤十、判断关系式是否成立；

如若成立执行步骤十一，不成立执行步骤六；

步骤十一，令 $\left|i_{q1}^{*}\right|=\left|T_e^{*}\right|/N{\mathrm{\ψ}}_1;$ $\left|i_{d1}^{*}\right|=\sqrt{i_{s1\max }^2-i_{q1}^{*2}};$ $i_{q2}^{*}=i_{d2}^{*}=0;$

其中直轴和交轴的电流异号；完成双定子交直轴电流给定值的输出。

本发明的优点：与现有被动式力矩伺服系统相比，本发明采用双定子电机直驱形式，有效提升了系统能级，克服了变速器的摩擦、间隙等非线性影响。利用双定子电机的两套绕组，实现回馈能量的能量消耗，维持了直流母线电压稳定，提升了系统内环控制性能。

附图说明

图1是采用单定子电机的被动式力矩伺服系统采用三环控制方式的原理图；

图2是本发明采用双定子电机的被动式力矩伺服系统三环控制方式的原理图；

图3是双定子电机的结构示意图；

图4是双定子电机的磁路图，图3是图2的A-A剖视图；

图5是采用双定子电机的被动式力矩伺服系统的总体结构示意图；

图6是采用双定子电机的被动式力矩伺服系统的驱动器的电路结构示意图；

图7是采用双定子电机的被动式力矩伺服系统的电流环控制原理图；

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1至图7说明本实施方式，图1给出了单定子电机的被动式力矩伺服系统采用三环控制方式的原理图，其采用的电机只有一个定子，由于其存在诸多问题，本实施方式采用双定子电机作为加载电机，图3所示的是同心结构形式的双定子永磁电机结构，双定子电机具有两个定子：外定子1和内定子3；一个转子：永磁转子2，双定子电机具有机械集成度高和转矩大、转矩惯量比高、加速度大、转矩波动小、过载能力高等优点，是对单定子永磁电机力矩/转速性能的大幅度改进，而且第二个定子的存在给驱动控制系统带来难得的灵活多样性。为了充分利用两个定子的优势，本实施方式在建立了双定子串联磁路永磁同步电机的数学模型对其磁路影响充分分析的基础上，将电阻串入其中一套绕组中，并建立了相应的功率配比函数，实现对负载转矩的精确控制的同时，精确的将回馈能量在电阻中消耗掉，算法简单，显著提升了系统测试性能。

图4是双定子电机的串联磁路图，采用双定子电机的被动式力矩伺服系统的总体结构图如图5所示，它包括被测试伺服系统和双定子被动式力矩伺服系统，

被测试伺服系统包括承载电机1、角位置传感器或转速传感器2、承载电机驱动器3和模拟机械惯量块4；

双定子被动式力矩伺服系统包括双定子永磁同步电机5、测速码盘6、双定子电机驱动器7和转矩传感器8；

角位置传感器或转速传感器2采集承载电机1的位置或者速度信号θ₁'/ω₁'，并同时发送上位机和承载电机驱动器3，上位机给承载电机驱动器3加载给定位置信号或者给定速度信号承载电机驱动器3控制承载电机1按给定值运行，承载电机1通过模拟机械惯量块4和转矩传感器8给双定子永磁同步电机5提供负载转矩；

转矩传感器8输出负载转矩T_L同时给上位机和双定子永磁同步电机5；

测速码盘6检测双定子永磁同步电机5的转速信号θ，并发送给双定子电机驱动器7

上位机根据被测试伺服系统检测的位置或者速度信号θ₁'/ω₁'来确定给双定子被动式力矩伺服系统的负载转矩给定值 或其中K_TD为加载梯度，可以为定值也可以为函数。根据加载需要确定。

本实施方式采用的双定子电机是隐极式，具有两套定子绕组，外定子绕组和内定子绕组之间电气连接彼此独立，采用两套变流器搭载在同一直流母线上进行控制，如图6所示，左侧两个虚线框是外定子变流器和内定子变流器，右侧两个虚线框为外定子绕组和内定子绕组，双定子电机在两项旋转坐标系下的数学模型为公式（1）：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{d1}=R_1{i}_{d1}+L_{d1}\frac{{\mathrm{di}}_{d1}}{\mathrm{dt}}-N{\mathrm{\ω}}_r{L}_{q1}{i}_{q1}-N{\mathrm{\ω}}_r{L}_{q12}{i}_{q2}\\ u_{q1}=R_1{i}_{q1}+L_{q1}\frac{{\mathrm{di}}_{q1}}{\mathrm{dt}}+N{\mathrm{\ω}}_r{L}_{d1}{i}_{d1}+N{\mathrm{\ω}}_r{L}_{d12}{i}_{d2}+N{\mathrm{\ω}}_r{\mathrm{\ψ}}_1\\ u_{d2}=R_2{i}_{d2}+L_{d2}\frac{{\mathrm{di}}_{d2}}{\mathrm{dt}}-N{\mathrm{\ω}}_r{L}_{q2}{i}_{q2}-N{\mathrm{\ω}}_r{L}_{q12}{i}_{q1}\\ u_{q2}=R_2{i}_{q2}+L_{q2}\frac{{\mathrm{di}}_{q2}}{\mathrm{dt}}+N{\mathrm{\ω}}_r{L}_{d2}{i}_{d2}+N{\mathrm{\ω}}_r{L}_{d12}{i}_{d1}+N{\mathrm{\ω}}_r{\mathrm{\ψ}}_2\\ T_e=T_{e1}+T_{e2}=N({\mathrm{\ψ}}_1{i}_{q1}+{\mathrm{\ψ}}_2{i}_{q2})\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中u_d1、u_q1、i_d1、i_q1、u_d2、u_q2、i_d2、i_q2分别为外定子电机的直轴电压、外定子电机的交轴电压、外定子电机的直轴电流、外定子电机的交轴电流、内定子电机直轴电压、内定子电机交轴电压、内定子电机直轴电流、内定子电机交轴电流；

Ψ₁、R₁、L_d1、L_q1、Ψ₂、R₂、L_d2、L_q2分别为外定子永磁体磁链、外定子绕组的等效电阻、外定子等效交轴电感、内定子永磁体磁链、内定子绕组的等效电阻、内定子等效交轴电感；且L_d1=L_q1，L_d2=L_q2；

L_d12、L_q12分别为两套定子间交轴互感、直轴互感；ω_r为双定子电机输出的机械角速度，N为极对数，两套定子绕组级数相同；T_e为输出电磁转矩，T_e1外定子输出电磁转矩，T_e2为内定子输出电磁转矩。

本实施方式采用串联磁路双定子永磁同步电机作为被动式力矩伺服系统的执行器件，采用两个变流器分别驱动，直流侧共享同一直流母线，采用解耦PI控制，实现内环电流（电磁转矩）控制，将三个功率电阻器串联入其中一个定子的三相绕组与该绕组变流器之间，并将三个功率开关管与其并联。根据速度环给定的电磁力矩给定，电机的工作状态及电压、电流极限环从而计算得出交直轴电流给定和电阻功率开关的状态。采用双定子电机作为负载模拟器的执行器件，将三个功率电阻串入外定子并与开关器件并联用于被动式力矩伺服系统处于能量回馈时的功率消耗及功率配比调节器的调节过程是本实施方式的重点，是要保护的内容。

本实施方式所述能耗型双定子被动式力矩伺服系统，采用隐极式的双定子电机作为加载电机，在外定子变流器和双定子电机的外定子三相绕组之间各串联一个电阻R，每个电阻R两端并联一个开关管，分别为T1、T2和T3；

采用内定子变流器驱动内定子三相绕组；

外定子变流器和内定子变流器共用一条直流母线；

外定子变流器和内定子变流器的驱动信号均由双定子电机驱动器7提供，双定子电机驱动器7采用三环控制方式，

其中电流环提供给外定子和内定子的交直轴电流给定值的判断原则为：

步骤一、确定T_e和ω_r的正方向，判断P=ηT_eω_r≤0是否成立；其中，P为双定子被动式力矩伺服系统工作于发电状态下直流母线吸收的电功率，η为双定子电机效率因数，T_e为双定子电机输出电磁转矩；ω_r为双定子永磁同步电机输出的机械角速度；

规定T_e和ω_r同方向时，式不成立，双定子被动式力矩伺服系统工作于电动状态，开关管T1、T2和T3断开，并执行步骤二；

T_e和ω_r异方向时，式成立，则判断双定子被动式力矩伺服系统工作于发电状态，开关管T1、T2和T3闭合，外定子三相绕组串联的三个电阻R串入电路，并执行步骤三；

步骤二、按下述公式实现对外定子和内定子的电磁力给定值的分配：

$\left\{\begin{array}{c}{T}_e^{*}=T_{e1}^{*}+T_{e2}^{*}\\ T_{e1}^{*}=\frac{m}{1+m}{T}_e^{*}=N{\mathrm{\ψ}}_1{i}_{q1}\\ T_{e2}^{*}=\frac{1}{1+m}{T}_e^{*}=N{\mathrm{\ψ}}_2{i}_{q2}\end{array}\right.;$

其中：为负载转矩环输出的双定子电机的电磁转矩给定值；为外定子电磁转矩给定值；为内定子电磁转矩给定值；m为功率裂比；N为双定子电机的极对数；ψ₁为外定子永磁体磁链，ψ₂为内定子永磁体磁链，i_q1为外定子交轴电流，i_q2为内定子交轴电流；

步骤三、令并判断关系式是否成立，来判断根据功率计算出的外定子交轴电流是否超过了根据电磁转矩计算出的电流；

如果成立，表明外定子输出的电磁力不足，需要内定子作用，则执行步骤四；

如果不成立，表明外定子输出的电磁力过大，超出了期望值，需要采用弱磁的方法，则执行步骤七；

步骤四、判断关系式是否成立；i_s1max为外定子绕组允许流过的最大电流矢量；

如果成立，执行步骤五；如果不成立，执行步骤六；

步骤五、令取前一步骤的值（是步骤三的或者步骤六的 （由于双定子电机为隐极电机，输出电磁力矩只于交轴电流有关，所以根据最优转矩电流比控制，隐极电机均去交轴电流为零）；完成双定子交直轴电流给定值的输出；

如若i_s2max为内定子绕组允许流过的最大电流矢量；则 $\left|i_{q2}^{*}\right|=i_{s2\max },$ $i_{q1}^{*}=(T_e^{*}-N{\mathrm{\ψ}}_2{i}_{q2}^{*})/N{\mathrm{\ψ}}_1,$ 再次判断若 $\left|i_{q1}^{*}\right|\≥i_{s1\max },$ 则 $\left|i_{q1}^{*}\right|\≥i_{s1\max },$ （此时是内环调节器饱和状态），其中电流值与Te同号；完成双定子交直轴电流给定值的输出；

其中：为外定子直轴电流给定值；为内定子直轴电流给定值；为内定子交轴电流给定值；R为电阻R的阻值；

步骤六、令然后执行步骤五；

步骤七、令 $\left|i_{q1}^{*}\right|=\left|T_e^{*}\right|/N{\mathrm{\ψ}}_1;$ $\left|i_{d1}^{*}\right|=\sqrt{\left|P\right|/R-i_{q1}^{*2}},$ 然后执行步骤八；

步骤八、判断关系式是否成立；

如果成立，执行步骤九；如果不成立，执行步骤十；

步骤九、令 $i_{q1}^{*}=T_e^{*}/N{\mathrm{\ψ}}_1,$ $\left|i_{d1}^{*}\right|=\sqrt{\left|P\right|/R-i_{q1}^{*2}}$ （这里及步骤十一中之所以交轴电流不为零，是因为步骤三提到的功率消耗的外定子电流超过了输出期望电磁转矩的外定子电流，所以采用了弱磁调节方式，加入了对输出电磁转矩不产生影响的交轴电流，其结果是增加功率消耗，而不增加电磁转矩输出）；

其中直轴和交轴的电流异号；完成双定子交直轴电流给定值的输出；

步骤十、判断关系式是否成立；

如若成立执行步骤十一，不成立执行步骤六；

步骤十一，令 $i_{q1}^{*}=T_e^{*}/N{\mathrm{\ψ}}_1;$ $\left|i_{d1}^{*}\right|=\sqrt{i_{s1\max }^2-i_{q1}^{*2}};$ $i_{q2}^{*}=i_{d2}^{*}=0;$

其中直轴和交轴的电流异号；完成双定子交直轴电流给定值的输出。

步骤三的目的是判断根据功率计算出的外定子电流是否超过了根据电磁转矩计算出的电流：如果前者小于后者，说明外定子输出的电磁力不足，需要内定子作用，即执行步骤四判断其是否超出了额定电流；如果前者大于后者，说明外定子输出的电磁力过大，超出了期望值，则需要采用弱磁的方式，即执行步骤七。

由功率配比调节器确定了外定子和内定子的交直轴电流给定值和后，按图7所示的电流环控制框图进行电流环控制，其中三相电阻指的是串入外定子绕组的三个电阻R。

具体实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，功率裂比m=1。功率裂比m由双定子电机内外定子直径及绕组匝数决定，为定值。

具体实施方式三：本实施方式对实施方式一作进一步说明，双定子电机驱动器7采用DSPTMS320F2812数控芯片来实现。通过总线与上位机相连，实时交换数据，并基于VB界面实现人机交互。

Claims (2)

1.能耗型双定子被动式力矩伺服系统，其特征在于，采用隐极式的双定子电机作为加载电机，在外定子变流器和双定子电机的外定子三相绕组之间各串联一个电阻R，每个电阻R两端并联一个开关管，分别为T1、T2和T3；

采用内定子变流器驱动内定子三相绕组；

外定子变流器和内定子变流器共用一条直流母线；

外定子变流器和内定子变流器的驱动信号均由双定子电机驱动器(7)提供，双定子电机驱动器(7)采用三环控制方式，

其中电流环提供给外定子和内定子的交直轴电流给定值的判断原则为：

步骤一、确定T_e和ω_r的正方向，判断P＝ηT_eω_r≤0是否成立；其中，P为双定子被动式力矩伺服系统工作于发电状态下直流母线吸收的电功率，η为双定子电机效率因数，T_e为双定子电机输出电磁转矩；ω_r为双定子永磁同步电机输出的机械角速度；

规定T_e和ω_r同方向时，式不成立，双定子被动式力矩伺服系统工作于电动状态，开关管T1、T2和T3断开，并执行步骤二；

T_e和ω_r异方向时，式成立，则判断双定子被动式力矩伺服系统工作于发电状态，开关管T1、T2和T3闭合，外定子三相绕组串联的三个电阻R串入电路，并执行步骤三；

步骤二、按下述公式实现对外定子和内定子的电磁力给定值的分配：

$\left\{\begin{array}{c}{T}_e^{*}=T_{e1}^{*}+T_{e2}^{*}\\ T_{e1}^{*}=\frac{m}{1+m}{T}_e^{*}={\mathrm{N\ψ}}_1{i}_{q1}\\ T_{e2}^{*}=\frac{1}{1+m}{T}_e^{*}={\mathrm{N\ψ}}_2{i}_{q2}\end{array}\right.;$

其中：为负载转矩环输出的双定子电机的电磁转矩给定值；为外定子电磁转矩给定值；为内定子电磁转矩给定值；m为功率裂比；N为双定子电机的极对数；ψ₁为外定子永磁体磁链，ψ₂为内定子永磁体磁链，i_q1为外定子交轴电流，i_q2为内定子交轴电流；

步骤三、令并判断关系式是否成立，来判断根据功率计算出的外定子交轴电流是否超过了根据电磁转矩计算出的电流；

如果成立，表明外定子输出的电磁力不足，需要内定子作用，则执行步骤四；

如果不成立，表明外定子输出的电磁力过大，超出了期望值，需要采用弱磁的方法，则执行步骤七；

步骤四、判断关系式是否成立；i_s1max为外定子绕组允许流过的最大电流矢量；

如果成立，执行步骤五；如果不成立，执行步骤六；

步骤五、令取前一步骤的值； $i_{d1}^{*}=i_{d2}^{*}=0;i_{q2}^{*}=(T_e^{*}-{\mathrm{N\ψ}}_1{i}_{q1}^{*})/{\mathrm{N\ψ}}_2;$ 完成双定子交直轴电流给定值的输出；

如若i_s2max为内定子绕组允许流过的最大电流矢量；则 $i_{q1}^{*}=(T_e^{*}-{\mathrm{N\ψ}}_2{i}_{q2}^{*})/{\mathrm{N\ψ}}_1,$ 再次判断若 $\left|i_{q1}^{*}\right|\≥i_{s1max},$ 则 $\left|i_{q1}^{*}\right|=i_{s1max},$ 其中电流值与Te同号；完成双定子交直轴电流给定值的输出；

其中：为外定子直轴电流给定值；为内定子直轴电流给定值；为外定子交轴电流给定值；为内定子交轴电流给定值；R为电阻R的阻值；

步骤六、令然后执行步骤五；

步骤七、令 $\left|i_{q1}^{*}\right|=\left|T_e^{*}\right|/{\mathrm{N\ψ}}_1;\left|i_{d1}^{*}\right|=\sqrt{\left|P\right|/R-i_{q1}^{*2}},$ 然后执行步骤八；

步骤八、判断关系式是否成立；

如果成立，执行步骤九；如果不成立，执行步骤十；

步骤九、令 $i_{q1}^{*}=T_e^{*}/{\mathrm{N\ψ}}_1,\left|i_{d1}^{*}\right|=\sqrt{\left|P\right|/R-i_{q1}^{*2}};$

其中直轴和交轴的电流异号；完成双定子交直轴电流给定值的输出；

步骤十、判断关系式是否成立；

如若成立执行步骤十一，不成立执行步骤六；

步骤十一，令 $i_{q1}^{*}=T_e^{*}/{\mathrm{N\ψ}}_1;\left|i_{d1}^{*}\right|=\sqrt{i_{s1max}^2-i_{q1}^{*2}};i_{q2}^{*}=i_{d2}^{*}=0;$

其中直轴和交轴的电流异号；完成双定子交直轴电流给定值的输出。

2.根据权利要求1所述能耗型双定子被动式力矩伺服系统，其特征在于，双定子电机驱动器(7)采用DSPTMS320F2812数控芯片来实现。