CN107786140A - 一种考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法及装置，所述方法包括：首先设计了一种复合观测器，所述观测器根据两相旋转坐标系下的电机定子电流、定子电压和电机转速，可同时观测出电压补偿量和下一时刻的电流预测值；然后依据无差拍控制原理，响应电流需快速准确的跟踪指令电流，得到了鲁棒容错预测控制方法，该方法通过加入电压补偿量后可消除系统参数摄动及永磁体失磁对电流矢量造成的影响，用下一时刻的电流预测值来代替当前时刻的采样电流值，可实现电流一拍延时补偿。最后，将得到的新电压指令进行空间矢量脉宽SVPWM调制，从而获得驱动电机工作的6路PWM脉冲信号。本发明实现了电机参数摄动及永磁体失磁情况下的电流快速无静差跟踪，减少了谐波电流，优化了电流环控制性能，可广泛应用于以永磁同步电机为驱动系统的场合。

Description

一种考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法及装置
技术领域
本发明属于永磁同步电机控制设备的技术领域，尤其涉及一种考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法及装置。
背景技术
永磁同步电机是一个非线性、强耦合的多变量控制对象，通常采用矢量控制的方法可得到电流与电磁转矩之间的直接关系。而电磁转矩快速响应和低转矩脉动是衡量伺服系统性能重要的指标之一。因此，与电磁转矩直接相关的电流环动态特性已成为决定伺服系统动态品质的核心因素。高性能永磁同步电机伺服控制系统要求有快速响应的电流内环，为此需要利用一些先进控制策略来实现。然而，电流预测控制因其能够快速准确地跟踪给定电流信号，并且能兼顾稳定性和具有较小的电流谐波分量等优点得到了广泛关注和研究。
电流预测控制是基于永磁同步电机离散数学模型的一种控制算法，它从理论上提高了电流环带宽和电机的动态性能。但采用电流预测控制时需要准确地使用电机模型的电感、磁链等参数，也需要准确获得电机当前的运行状态。然而，由于永磁同步电机是一个时变的控制对象，因此在实际运行中，电机的参数往往会由于材质的退化或运行工况的不同而发生变化。这将会导致电阻、电感参数摄动及永磁体失磁。电阻、电感参数摄动以及永磁体失磁会造成模型参数失配，进而影响控制系统的性能甚至会使控制系统发散。另外，数字控制系统的延时问题也会对控制系统的性能产生影响。以上问题的存在严重限制了电流预测控制在实际工业上的运用。
目前，还没有一种电流控制方法能够同时解决电阻、电感参数摄动、永磁体失磁以及电流一拍延时的影响。为此，本发明提出一种考虑失磁故障的永磁同步电机鲁棒容错预测控制方法及装置，来同时消除电阻、电感参数摄动、永磁体失磁以及电流一拍延时的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法及装置，目的是消除电阻、电感参数摄动、永磁体失磁对电流矢量造成的影响，同时可实现电流一拍延时补偿。
具体技术方案如下：
一种考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法及装置，所述方法包括：首先设计了一种复合观测器，该观测器根据两相旋转坐标系下的电机定子电流、定子电压和电机转速，可同时观测出电压补偿量和下一时刻的电流预测值；然后依据无差拍控制原理，响应电流需快速准确的跟踪指令电流，得到了鲁棒容错预测控制方法，该方法通过加入电压补偿量后可消除系统参数摄动及永磁体失磁对电流矢量造成的影响，用下一时刻的电流预测值来代替当前时刻的采样电流值，可实现电流一拍延时补偿。
进一步地，所述考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法包括以下步骤：
步骤1、根据永磁同步电机数学模型，建立正常情况下的永磁同步电机离散状态方程；
步骤2、根据永磁同步电机离散状态方程，求出正常情况下电流预测控制器输出的电压矢量；
步骤3、建立电感、电阻参数摄动及永磁体失磁时的永磁同步电机数学模型，并建立相应的永磁同步电机离散状态方程；
步骤4、电感、电阻参数摄动及永磁体失磁时，求解电流响应与电流给定之间的偏差；
步骤5、设计复合观测器，观测出参数摄动及永磁体失磁情况下的电压补偿量和下一时刻的电流预测值；
步骤6、根据参数摄动及永磁体失磁情况下的永磁同步电机离散状态方程，求出期望电流预测控制器输出的电压矢量。
进一步地，所述步骤1中建立的正常情况下永磁同步电机离散状态方程为：
i(k+1)＝Eo(k)·i(k)+Fo·u(k)+Po(k)
式中，i(k)＝[id(k) iq(k)]T，u(k)＝[ud(k) uq(k)]T， ud(k)、uq(k)、id(k)、iq(k)分别为d，q轴上的电压和电流；ω(k)为电角速度；ψro、R、Ld、Lq分别为永磁体磁链、定子电阻和d，q轴电感；Ts为采样周期。
进一步地，所述步骤2中求出的正常情况下电流预测控制器输出的电压矢量为：
式中，为给定电流矢量；i(k)＝[id(k) iq(k)]T为当前时刻电机采样电流矢量。
进一步地，所述步骤3中建立的电感、电阻参数摄动及永磁体失磁时的永磁同步电机的状态方程为：
y＝Cx
式中，x、u、y、fa、f分别为状态变量、系统输入、系统输出、永磁体磁链、故障项，其定义如下
其中系数矩阵如下
电感、电阻参数摄动及永磁体失磁时的永磁同步电机离散状态方程为：
i(k+1)＝Eo(k)·i(k)+Fo·u(k)+Po(k)-Fof(k)
式中，为故障项；Δψrd为永磁体失磁后磁链在d轴上的变量，Δψrq为永磁体失磁后磁链在q轴上的变量；ΔLd＝Ld-Ldo、ΔLq＝Lq-Lqo、ΔR＝R-Ro；ΔLd、ΔLq、ΔR分别表示系统参数实际值R，Ld，Lq与额定值Ro、Ldo、Lqo之间的摄动值；其中，
进一步地，所述步骤4中电感、电阻参数摄动及永磁体失磁时，电流响应与电流给定之间的偏差为：
式中，γ为永磁体失磁后电机磁场定向方向的偏差角。
进一步地，所述步骤5具体包含：
步骤5.1、设计基于滑模观测器和龙伯格观测器相结合的复合观测器：
式中，为x的观测值，H(s)为双曲正切符号函数，M和L分别为滑模增益矩阵和龙伯格增益矩阵；
步骤5.2、龙伯格增益矩阵L配置：
为隔离系统矩阵A中电机速度变化对复合观测器误差方程造成的影响，令(A2+LC)＝0。因此，设置龙伯格增益矩阵其中
步骤5.3、滑模增益矩阵M配置：
设置滑模增益矩阵M满足其中，m1＞0，m2＞0时，所设计的复合观测器将收敛；
步骤5.4、电压补偿量和下一时刻的电流预测值的观测：
进一步地，所述步骤S6中参数摄动及永磁体失磁情况下期望电流预测控制器输出的电压矢量为：
式中，为下一时刻的预测电流观测值；为电压补偿量的观测值。
本发明还公开了一种考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制装置，包括信号采集模块、速度与位置检测模块、坐标变换模块、保护调理电路、复合观测器构建模块、电流预测控制模块、逆Park变换模块、SVPWM调制模块、隔离保护驱动电路和主电路；所述信号采集模块的输出端与坐标变换模块的输入端连接；速度与位置检测模块的输出端分别与坐标变换模块的输入端和保护调理电路的输入端连接；坐标变换模块的输出端与保护调理电路的输入端连接；保护调理电路的输出端与复合观测器的输入端连接；复合观测器的输出端分别与电流预测控制模块的输入端和逆Park变换模块的输入端连接；电流预测控制模块的输出端与逆Park变换模块的输入端连接；逆Park变换模块的输出端与SVPWM调制模块的输入端连接；SVPWM调制模块的输出端与隔离保护驱动电路的输入端连接；隔离保护驱动电路的输出端与主电路连接；
其中，信号采集模块，用于检测并获取电机的定子电流、定子电压，并将获取的定子电流、定子电压发送给坐标变换模块；
速度与位置检测模块，用于检测并获取电机的转速及转子的位置，并将获取的电机转速及转子位置分别发送给坐标变换模块和保护调理电路；
坐标变换模块，用于将获取的定子电流、定子电压，通过坐标变换，得到在两相旋转坐标系下的电机定子电流和电压，并将得到的两相旋转坐标系下的电机定子电流和电压输入到保护调理电路；
保护调理电路，用于接收坐标变换模块、速度与位置检测模块输出的两相旋转坐标系下的定子电流、电压和电机转速，并对接收的信号进行调理保护；
复合观测器，用于接收所述保护调理电路输出的两相旋转坐标系下的电机定子电流、电压及电机转速，并构建基于滑模观测器和龙伯格观测器相结合的复合观测器，复合观测器利用两相旋转坐标系下的电机定子电流、电压及电机转速来观测出电压补偿量和下一时刻的电流预测值；
电流预测控制模块，用于根据指令电流与复合观测器输出的下一时刻的电流预测值来计算出电机工作时的电压指令值；
SVPWM调制模块，首先将观测出的电压补偿量与电流预测控制模块输出的电压指令值相加，然后经逆Park变换模块得到新电压指令，最后将新电压指令通过SVPWM装置调制，从而获得驱动电机工作的6路PWM脉冲信号。
本发明增强了电流预测控制对参数摄动和永磁体失磁的鲁棒性，提高了电流预测控制的效果。
本发明具有以下优点：
1.该方法通过加入电压补偿量后可消除参数摄动及永磁体失磁对电流矢量造成的影响，用下一时刻的电流预测值来代替当前时刻的采样电流值，可实现电流一拍延时补偿。
2.本发明运用的复合观测器可同时观测出电压补偿量和下一时刻的电流预测值；永磁体失磁及电阻、电感参数摄动对复合观测器均不造成影响，同时滑模增益矩阵和龙伯格增益矩阵容易设置；为此，该复合观测器具有较强的鲁棒性和易实现性。
附图说明
图1为本发明提供的考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法的一个实施例的流程图；
图2为永磁体失磁后，磁链的变化；
图3为本发明提供的考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制装置的一个实施例的结构示意图；
图4为本发明提供的考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制装置的整体控制框图；
图5(a)为参数摄动和永磁体失磁时，参数摄动和永磁体失磁对d轴电流的影响示意图；
图5(b)为参数摄动和永磁体失磁时，参数摄动和永磁体失磁对q轴电流的影响示意图；
图6为不采用鲁棒容错预测控制算法时响应电流与给定电流仿真示意图；
图7(a)和图7(b)为采用鲁棒容错预测控制算法后补偿电压和电流仿真示意图。
具体实施例
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例
图1为本发明提供的考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法的一个实施例的流程图，所述鲁棒容错预测控制方法，包含如下步骤：
步骤101、根据永磁同步电机数学模型，建立正常情况下的永磁同步电机离散状态方程，
i(k+1)＝Eo(k)·i(k)+Fo·u(k)+Po(k)
式中，i(k)＝[id(k) iq(k)]T，u(k)＝[ud(k) uq(k)]T， ud(k)、uq(k)、id(k)、iq(k)分别为d，q轴上的电压和电流；ω(k)为电角速度；ψro、R、Ld、Lq分别为永磁体磁链、定子电阻和d，q轴电感；Ts为采样周期。
步骤102、根据永磁同步电机离散状态方程，求出正常情况下电流预测控制器输出的电压矢量，
式中，为给定电流矢量；i(k)＝[id(k) iq(k)]T为当前时刻电机采样电流矢量。
步骤103、建立电感、电阻参数摄动及永磁体失磁时的永磁同步电机数学模型，并建立相应的永磁同步电机离散状态方程；
电感、电阻参数摄动及永磁体失磁时的永磁同步电机的状态方程为，
y＝Cx
式中，x、u、y、fa、f分别为状态变量、系统输入、系统输出、永磁体磁链、故障项，其定义如下：
其中系数矩阵如下
电感、电阻参数摄动及永磁体失磁时的永磁同步电机离散状态方程为，
i(k+1)＝Eo(k)·i(k)+Fo·u(k)+Po(k)-Fof(k)
式中，为故障项；Δψrd为永磁体失磁后磁链在d轴上的变量，Δψrq为永磁体失磁后磁链在q轴上的变量；ΔLd＝Ld-Ldo、ΔLq＝Lq-Lqo、ΔR＝R-Ro；ΔLd、ΔLq、ΔR分别表示系统参数实际值R，Ld，Lq与额定值Ro、Ldo、Lqo之间的摄动值；其中，
步骤104、电感、电阻参数摄动及永磁体失磁时，求解电流响应与电流给定之间的偏差，
式中，γ为永磁体失磁后电机磁场定向方向的偏差角。
步骤105、设计复合观测器，观测出参数摄动及永磁体失磁情况下的电压补偿量和下一时刻的电流预测值，所述步骤105具体包含：
步骤105.1、设计基于滑模观测器和龙伯格观测器相结合的复合观测器：
式中，为x的观测值，H(s)为双曲正切符号函数，M和L分别为滑模增益矩阵和龙伯格增益矩阵；
步骤105.2、龙伯格增益矩阵L配置：
为隔离系统矩阵A中电机速度变化对复合观测器误差方程造成的影响，令(A2+LC)＝0。因此，设置龙伯格增益矩阵其中
步骤105.3、滑模增益矩阵M配置：
设置滑模增益矩阵M满足其中，m1＞0，m2＞0时，所设计的复合观测器将收敛；
步骤105.4、电压补偿量和下一时刻的电流预测值的观测：
步骤106、根据参数摄动及永磁体失磁情况下的永磁同步电机离散状态方程，求出期望电流预测控制器输出的电压矢量，
式中，为下一时刻的预测电流观测值；为电压补偿量的观测值。
图2为永磁体失磁后，磁链的变化；由图可知，永磁体失磁时，磁链矢量由初始的ψro变化至ψr，电机磁场定向方向将存在偏差角γ。
鲁棒容错预测控制方法的实现是在DSP数字控制器中完成的。图3为本发明提供的考虑失磁故障的永磁同步电机鲁棒容错预测控制装置的一个实施例的结构示意图，具体步骤为：
步骤1、复合观测器根据检测获得的两相旋转坐标系下的定子电流id(k)，iq(k)、电压ud(k)，uq(k)及电机转速ω(k)，来观测出电压补偿量和下一时刻的预测电流观测值
步骤2、PI控制模块利用指令转速ω*和反馈的电机转速ω(k)的差值，来获取q轴电流的指令值
步骤3、电流预测控制模块根据下一时刻的预测电流观测值q轴电流的指令值d轴电流的指令值来获取两相旋转坐标系下控制电机所需的电压矢量u*(k)；
步骤4、将电压补偿量和电流预测控制模块输出的电压矢量u*(k)进行相加，经逆Park变换后获得两相静止坐标系下的电压uα，uβ；
步骤5、两相静止坐标系下的电压uα，uβ，经SVPWM模块调制后，从而获得驱动电机工作的6路PWM脉冲信号。
图4为本发明提供的考虑失磁故障的永磁同步电机鲁棒容错预测控制装置的整体控制框图；要实现所述鲁棒容错预测控制方法和装置，还需包括：信号采集模块1、速度与位置检测模块2、坐标变换模块3、保护调理电路4、DSP控制器5、隔离保护驱动电路6、主电路7；信号采集模块1的输出端与坐标变换模块3的输入端连接；速度与位置检测模块2的输出端分别与坐标变换模块3的输入端和保护调理电路4的输入端连接；坐标变换模块3的输出端与保护调理电路4的输入端连接；保护调理电路4的输出端与DSP控制器5的输入端连接；DSP控制器5的输出端与隔离保护驱动电路6的输入端连接；隔离保护驱动电路6的输出端与主电路7连接；
信号采集模块1，用于检测并获取电机的定子电流iα，ib、定子电压uα，ub，并将获取的iα，ib，uα，ub发送给坐标变换模块；
速度与位置检测模块2，用于检测并获取电机的转速ω及转子的位置θ，并将获取的电机转速ω及转子位置θ分别发送给坐标变换模块和保护调理电路；
坐标变换模块3，用于将获取的iα，ib，uα，ub，通过坐标变换，得到在两相旋转坐标系下的电机定子电流id，iq和电压ud，uq，并将得到的id，iq，ud，uq输入到保护调理电路；
保护调理电路4，用于接收坐标变换模块、速度与位置检测模块输出的id，iq，ud，uq和ω，并对接收的信号进行调理保护；
DSP控制器5，用于实现所述永磁同步电机鲁棒容错预测控制方法；
隔离保护驱动电路6，用于对DSP控制器5输出的6路PWM脉冲信号进行放大使其能够驱动主电路7中的功率晶体管，并保护主电路7；
主电路7，根据DSP控制器5输出的信号和隔离保护驱动电路6，来获取控制永磁同步电机所需要的电压。
图5(a)和图5(b)为参数摄动和永磁体失磁时，电流偏差与电磁转矩和转速之间的关系示意图；由图可知，当参数摄动与永磁体失磁发生时d，q轴响应电流与给定电流之间均存在偏差。
图6为不采用鲁棒容错预测控制算法时响应电流与给定电流仿真示意图；7s后发生参数摄动和永磁体失磁，由图可知，不采用鲁棒容错预测控制算法时，q轴的响应电流要大于给定电流，同时d轴的响应电流要小于给定电流。
图7(a)和图7(b)为采用鲁棒容错预测控制算法后补偿电压和电流仿真示意图；由图7(a)可知，0s至7s电机正常运行，补偿电压为零；7s后发生参数摄动和永磁体失磁，此时d轴的响应电流要小于给定电流，故需产生正的d轴补偿电压，q轴的响应电流要大于给定电流，故需产生负的q轴补偿电压。由图7(b)可知，加入补偿电压后电流的偏差基本为零。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护之内。

Claims (9)

1.一种考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法，其特征在于，首先，设计一种复合观测器，所述观测器根据两相旋转坐标系下的电机定子电流、定子电压和电机转速，可同时观测出电压补偿量和下一时刻的电流预测值；然后，依据无差拍控制原理，响应电流需快速准确的跟踪指令电流，得到了鲁棒容错预测控制方法，该方法通过加入电压补偿量后可消除系统参数摄动及永磁体失磁对电流矢量造成的影响，用下一时刻的电流预测值来代替当前时刻的采样电流值，可实现电流一拍延时补偿。
2.根据权利要求1所述考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、根据永磁同步电机数学模型，建立正常情况下的永磁同步电机离散状态方程；
S2、根据永磁同步电机离散状态方程，求出正常情况下电流预测控制器输出的电压矢量；
S3、建立电感、电阻参数摄动及永磁体失磁时的永磁同步电机数学模型，并建立相应的永磁同步电机离散状态方程；
S4、电感、电阻参数摄动及永磁体失磁时，求解电流响应与电流给定之间的偏差；
S5、设计复合观测器，观测出参数摄动及永磁体失磁情况下的电压补偿量和下一时刻的电流预测值；
S6、根据参数摄动及永磁体失磁情况下的永磁同步电机离散状态方程，求出期望电流预测控制器输出的电压矢量。
3.根据权利要求2所述考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法，其特征在于，所述步骤S1中建立的正常情况下永磁同步电机离散状态方程为：
i(k+1)＝Eo(k)·i(k)+Fo·u(k)+Po(k)
式中，i(k)＝[id(k) iq(k)]T，u(k)＝[ud(k) uq(k)]T， ud(k)、uq(k)、id(k)、iq(k)分别为d，q轴上的电压和电流；ω(k)为电角速度；ψro、R、Ld、Lq分别为永磁体磁链、定子电阻和d，q轴电感；Ts为采样周期。
4.根据权利要求2所述考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法，其特征在于，所述步骤S2中求出的正常情况下电流预测控制器输出的电压矢量为：
<mrow> <msup> <mi>u</mi> <mo>*</mo> </msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>F</mi> <mi>o</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msubsup> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msup> <mi>i</mi> <mo>*</mo> </msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>o</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>i</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>P</mi> <mi>o</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow>
式中，为给定电流矢量；i(k)＝[id(k) iq(k)]T为当前时刻电机采样电流矢量。
5.根据权利要求2所述考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法，其特征在于，所述步骤S3中建立的电感、电阻参数摄动及永磁体失磁时的永磁同步电机的状态方程为：
<mrow> <mover> <mi>x</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mo>=</mo> <mi>A</mi> <mi>x</mi> <mo>+</mo> <mi>B</mi> <mi>u</mi> <mo>+</mo> <msub> <mi>Df</mi> <mi>a</mi> </msub> <mo>-</mo> <mi>B</mi> <mi>f</mi> </mrow>
y＝Cx
式中，x、u、y、fa、f分别为状态变量、系统输入、系统输出、永磁体磁链、故障项，其定义如下
其中系数矩阵如下
<mrow> <mi>A</mi> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>-</mo> <mfrac> <msub> <mi>R</mi> <mi>o</mi> </msub> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </mfrac> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>&amp;omega;</mi> <mfrac> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>q</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>-</mo> <mi>&amp;omega;</mi> <mfrac> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>q</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </mfrac> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>-</mo> <mfrac> <msub> <mi>R</mi> <mi>o</mi> </msub> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>q</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>,</mo> <mi>B</mi> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mfrac> <mn>1</mn> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </mfrac> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mfrac> <mn>1</mn> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>q</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </mfrac> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>,</mo> <mi>C</mi> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>,</mo> <mi>D</mi> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mfrac> <mi>&amp;omega;</mi> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </mfrac> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>-</mo> <mfrac> <mi>&amp;omega;</mi> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>q</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </mfrac> </mrow> </mtd> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>;</mo> </mrow>
电感、电阻参数摄动及永磁体失磁时的永磁同步电机离散状态方程为：
i(k+1)＝Eo(k)·i(k)+Fo·u(k)+Po(k)-Fof(k)
式中，为故障项；Δψrd为永磁体失磁后磁链在d轴上的变量，Δψrq为永磁体失磁后磁链在q轴上的变量；ΔLd＝Ld-Ldo、ΔLq＝Lq-Lqo、ΔR＝R-Ro；ΔLd、ΔLq、ΔR分别表示系统参数实际值R，Ld，Lq与额定值Ro、Ldo、Lqo之间的摄动值；其中，
<mfenced open = "" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mi>d</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>&amp;Delta;L</mi> <mi>d</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;L</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mfrac> <mo>(</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <msub> <mi>R</mi> <mi>o</mi> </msub> <msub> <mi>i</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;Ri</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>+</mo> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>q</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <msub> <mi>i</mi> <mi>q</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;L</mi> <mi>q</mi> </msub> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <msub> <mi>i</mi> <mi>q</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>+</mo> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;&amp;psi;</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>q</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> <mo>+</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;Ri</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;L</mi> <mi>q</mi> </msub> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <msub> <mi>i</mi> <mi>q</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;&amp;psi;</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>q</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
<mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mi>q</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>&amp;Delta;L</mi> <mi>q</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>q</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;L</mi> <mi>q</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mfrac> <mo>(</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>q</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <msub> <mi>R</mi> <mi>o</mi> </msub> <msub> <mi>i</mi> <mi>q</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;Ri</mi> <mi>q</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <msub> <mi>i</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;L</mi> <mi>d</mi> </msub> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <msub> <mi>i</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>-</mo> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <msub> <mi>&amp;psi;</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;&amp;psi;</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>d</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> <mo>+</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;Ri</mi> <mi>q</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;L</mi> <mi>d</mi> </msub> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <msub> <mi>i</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>+</mo> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;&amp;psi;</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>d</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>.</mo> </mrow>
6.根据权利要求2所述考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法，其特征在于，所述步骤S4中电感、电阻参数摄动及永磁体失磁时，电流响应与电流给定之间的偏差为：
<mrow> <msub> <mi>&amp;Delta;i</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <msub> <mi>f</mi> <mi>d</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>&amp;Delta;L</mi> <mi>q</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;L</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mfrac> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <mi>&amp;omega;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>i</mi> <mi>q</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>&amp;psi;</mi> <mi>r</mi> </msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;gamma;</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;L</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mfrac> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <mi>&amp;omega;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
<mrow> <msub> <mi>&amp;Delta;i</mi> <mi>q</mi> </msub> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>q</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <msub> <mi>f</mi> <mi>q</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>R</mi> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>q</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;L</mi> <mi>q</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mfrac> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <msub> <mi>i</mi> <mi>q</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>&amp;psi;</mi> <mi>r</mi> </msub> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;gamma;</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;psi;</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>q</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;L</mi> <mi>q</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mfrac> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <mi>&amp;omega;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中，γ为永磁体失磁后电机磁场定向方向的偏差角。
7.根据权利要求2所述考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法，其特征在于，所述复合观测器基于滑模观测器和龙伯格观测器设计而成，所述步骤S5具体包含：
S5.1、设计基于滑模观测器和龙伯格观测器相结合的复合观测器：
<mrow> <mover> <mover> <mi>x</mi> <mo>^</mo> </mover> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mo>=</mo> <mi>A</mi> <mover> <mi>x</mi> <mo>^</mo> </mover> <mo>+</mo> <mi>B</mi> <mi>u</mi> <mo>+</mo> <msub> <mi>Df</mi> <mi>a</mi> </msub> <mo>+</mo> <mi>L</mi> <mi>&amp;omega;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mover> <mi>y</mi> <mo>^</mo> </mover> <mo>-</mo> <mi>y</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mi>M</mi> <mi>H</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>s</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中，为x的观测值，H(s)为双曲正切符号函数，M和L分别为滑模增益矩阵和龙伯格增益矩阵；
S5.2、龙伯格增益矩阵L配置：
为隔离系统矩阵A中电机速度变化对复合观测器误差方程造成的影响，令(A2+LC)＝0。因此，设置龙伯格增益矩阵其中
S5.3、滑模增益矩阵M配置：
设置滑模增益矩阵M满足其中，m1＞0，m2＞0时，所设计的复合观测器将收敛；
S5.4、电压补偿量和下一时刻的电流预测值的观测：
<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>i</mi> <mo>^</mo> </mover> <mi>d</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> <mo>=</mo> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mfrac> <msub> <mi>R</mi> <mi>o</mi> </msub> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>)</mo> <msub> <mover> <mi>i</mi> <mo>^</mo> </mover> <mi>d</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>+</mo> <mfrac> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <msub> <mi>u</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <msub> <mi>l</mi> <mn>12</mn> </msub> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <msub> <mi>i</mi> <mi>q</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <msub> <mi>m</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <msub> <mi>H</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>(</mo> <msub> <mi>s</mi> <mn>1</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>)</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>i</mi> <mo>^</mo> </mover> <mi>q</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> <mo>=</mo> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mfrac> <msub> <mi>R</mi> <mi>o</mi> </msub> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>q</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>)</mo> <msub> <mover> <mi>i</mi> <mo>^</mo> </mover> <mi>q</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>+</mo> <mfrac> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>q</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <msub> <mi>u</mi> <mi>q</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <msub> <mi>&amp;psi;</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>q</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <msub> <mi>l</mi> <mn>21</mn> </msub> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <msub> <mi>i</mi> <mi>d</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <msub> <mi>m</mi> <mn>2</mn> </msub> <msub> <mi>T</mi> <mi>s</mi> </msub> <msub> <mi>H</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>(</mo> <msub> <mi>s</mi> <mn>2</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>)</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
<mrow> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mover> <mi>f</mi> <mo>^</mo> </mover> <mi>d</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>m</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>H</mi> <mn>1</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>s</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mover> <mi>f</mi> <mo>^</mo> </mover> <mi>q</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>m</mi> <mn>2</mn> </msub> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>q</mi> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>H</mi> <mn>2</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>s</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>.</mo> </mrow>
8.根据权利要求2所述考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制方法，其特征在于，所述步骤S6中参数摄动及永磁体失磁情况下期望电流预测控制器输出的电压矢量为：
<mrow> <mi>u</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>F</mi> <mi>o</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msubsup> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msup> <mi>i</mi> <mo>*</mo> </msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>o</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mover> <mi>i</mi> <mo>^</mo> </mover> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>P</mi> <mi>o</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>+</mo> <mover> <mi>f</mi> <mo>^</mo> </mover> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中，为下一时刻的预测电流观测值；为电压补偿量的观测值。
9.一种考虑失磁故障的鲁棒容错预测控制装置，其特征在于，包括:信号采集模块、速度与位置检测模块、坐标变换模块、保护调理电路、复合观测器构建模块、电流预测控制模块、逆Park变换模块、SVPWM调制模块、隔离保护驱动电路和主电路；所述信号采集模块的输出端与坐标变换模块的输入端连接；速度与位置检测模块的输出端分别与坐标变换模块的输入端和保护调理电路的输入端连接；坐标变换模块的输出端与保护调理电路的输入端连接；保护调理电路的输出端与复合观测器的输入端连接；复合观测器的输出端分别与电流预测控制模块的输入端和逆Park变换模块的输入端连接；电流预测控制模块的输出端与逆Park变换模块的输入端连接；逆Park变换模块的输出端与SVPWM调制模块的输入端连接；SVPWM调制模块的输出端与隔离保护驱动电路的输入端连接；隔离保护驱动电路的输出端与主电路连接。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108418479A (zh) * 2018-03-12 2018-08-17 北京理工大学 一种参数失配情况下永磁同步电机驱动系统时间谐波抑制方法
CN108923709A (zh) * 2018-06-26 2018-11-30 湖南大学 一种永磁同步电机的级联鲁棒容错预测控制方法
CN109189091A (zh) * 2018-07-25 2019-01-11 西北工业大学 基于积分滑模与模型预测控制的多航天器协同控制方法
CN109660170A (zh) * 2019-01-22 2019-04-19 东南大学 一种永磁同步电机高可靠性电流预测控制方法及其系统
CN109814371A (zh) * 2019-01-08 2019-05-28 郑州大学 基于拉氏变换的网络化伺服电机系统主动容错控制方法
CN111017009A (zh) * 2020-01-03 2020-04-17 南京航空航天大学 一种复合智能转向系统及其控制和故障诊断方法
CN111327245A (zh) * 2020-04-07 2020-06-23 苏州灵猴机器人有限公司 一种伺服驱动器电流检测回路的失效检测方法
CN113517835A (zh) * 2021-04-22 2021-10-19 湖南工业大学 Pmsm驱动系统失磁故障控制方法、永磁同步电机
CN113659893A (zh) * 2021-07-21 2021-11-16 江苏大学 一种考虑全参数变化的鲁棒模型预测电流容错控制方法
CN114094892A (zh) * 2021-09-30 2022-02-25 湖南科技大学 滑模观测器与电流预测的永磁同步电机控制装置及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106026829A (zh) * 2016-05-17 2016-10-12 湖南工业大学 一种失磁故障容错控制系统及方法
CN205754097U (zh) * 2016-05-17 2016-11-30 湖南工业大学 一种失磁故障容错控制系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106026829A (zh) * 2016-05-17 2016-10-12 湖南工业大学 一种失磁故障容错控制系统及方法
CN205754097U (zh) * 2016-05-17 2016-11-30 湖南工业大学 一种失磁故障容错控制系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHANGFAN ZHANG等: "Sliding observer-based demagnetisation fault-tolerant control in permanent magnet synchronous motors", 《THE JOURNAL OF ENGINEERING 》 *
张昌凡等: "一种永磁同步电机失磁故障容错预测控制算法", 《电工技术学报》 *

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108418479A (zh) * 2018-03-12 2018-08-17 北京理工大学 一种参数失配情况下永磁同步电机驱动系统时间谐波抑制方法
CN108418479B (zh) * 2018-03-12 2019-08-06 北京理工大学 一种参数失配情况下永磁同步电机驱动系统时间谐波抑制方法
CN108923709B (zh) * 2018-06-26 2021-04-13 湖南大学 一种永磁同步电机的级联鲁棒容错预测控制方法
CN108923709A (zh) * 2018-06-26 2018-11-30 湖南大学 一种永磁同步电机的级联鲁棒容错预测控制方法
CN109189091A (zh) * 2018-07-25 2019-01-11 西北工业大学 基于积分滑模与模型预测控制的多航天器协同控制方法
CN109189091B (zh) * 2018-07-25 2021-11-02 西北工业大学 基于积分滑模与模型预测控制的多航天器协同控制方法
CN109814371A (zh) * 2019-01-08 2019-05-28 郑州大学 基于拉氏变换的网络化伺服电机系统主动容错控制方法
CN109660170A (zh) * 2019-01-22 2019-04-19 东南大学 一种永磁同步电机高可靠性电流预测控制方法及其系统
CN109660170B (zh) * 2019-01-22 2022-02-15 东南大学 一种永磁同步电机高可靠性电流预测控制方法及其系统
CN111017009A (zh) * 2020-01-03 2020-04-17 南京航空航天大学 一种复合智能转向系统及其控制和故障诊断方法
CN111017009B (zh) * 2020-01-03 2023-08-01 南京航空航天大学 一种复合智能转向系统及其控制和故障诊断方法
CN111327245A (zh) * 2020-04-07 2020-06-23 苏州灵猴机器人有限公司 一种伺服驱动器电流检测回路的失效检测方法
CN113517835A (zh) * 2021-04-22 2021-10-19 湖南工业大学 Pmsm驱动系统失磁故障控制方法、永磁同步电机
CN113517835B (zh) * 2021-04-22 2023-06-06 湖南工业大学 Pmsm驱动系统失磁故障控制方法、永磁同步电机
CN113659893A (zh) * 2021-07-21 2021-11-16 江苏大学 一种考虑全参数变化的鲁棒模型预测电流容错控制方法
CN114094892A (zh) * 2021-09-30 2022-02-25 湖南科技大学 滑模观测器与电流预测的永磁同步电机控制装置及方法
CN114094892B (zh) * 2021-09-30 2023-10-20 湖南科技大学 滑模观测器与电流预测的永磁同步电机控制装置及方法

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