CN108900129A - 一种无位置传感器永磁同步电机控制方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无位置传感器永磁同步电机控制方法、装置和系统。所述方法包括如下步骤：获取电机实时电流和母线电压；通过变换获得α轴和β轴实时电流；利用扰动观测器对电机α轴和β轴的扩展反电动势进行估算；根据扩展反电动势结合数字化锁相环获取电机的估算转速和估算位置信息；根据γ轴和δ轴的实时电流和扩展反电动势对电机参数进行在线辨识并更新至扰动观测器中；通过实时电流和给定电流的比对与误差调节获得给定电压；经逆变换后对逆变器进行脉宽调制，以控制电机。本发明的技术方案不仅可提高永磁同步电机控制系统的鲁棒性与可靠性，还可降低控制系统的制作成本。

Description

一种无位置传感器永磁同步电机控制方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种无位置传感器永磁同步电机控制方法、装置和系统。

背景技术

为了实现对永磁同步电机进行高性能的控制，矢量控制技术被广泛应用于永磁同步电机控制系统中。由于矢量控制技术需要获取电机转子位置以及电机转速信息，因此需要在永磁同步电机转子的一端连接位置传感器。位置传感器有很多种类，包括增量式编码器、绝对式编码器、旋转变压器以及霍尔传感器等。但是位置传感器的安装增加了电机的体积，同时位置传感器的精度受到周围环境温度，湿度等因素的影响，导致控制系统的精度降低，影响系统的鲁棒性和可靠性。高性能的位置传感器价格也十分昂贵，增加了高性能永磁同步电机的制作成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种无位置传感器永磁同步电机控制方法、装置和系统。

第一方面，本发明提供了一种无位置传感器永磁同步电机控制方法，该方法包括：

步骤1，获取电机三相电源中任意两相的实时电流和母线电压。

步骤2，对两相的所述实时电流进行Clark变换，分别获得α轴实时电流和β轴实时电流。

步骤3，根据所述α轴实时电流和β轴实时电流，利用扰动观测器对电机扩展反电动势进行估算，分别获得α轴扩展反电动势和β轴扩展反电动势。

步骤4，根据所述α轴扩展反电动势和所述β轴扩展反电动势，结合数字化锁相环获得电机转子的估算转速和估算位置。

步骤5，根据所述α轴扩展反电动势和所述β轴扩展反电动势，结合所述估算位置进行Park变换，分别获得γ轴扩展反电动势以及δ轴扩展反电动势，并根据所述α轴实时电流和所述β轴实时电流，结合所述估算位置进行Park变换，分别获得γ轴实时电流以及δ轴实时电流。

步骤6，根据所述γ轴实时电流、所述δ轴实时电流、所述γ轴扩展反电动势和所述δ轴扩展反电动势，利用仿射投影算法对电机参数进行在线辨识，并将辨识出的电机参数更新到扰动观测器中。

步骤7，根据所述估算转速确定δ轴给定电流，根据γ轴电流分配策略确定γ轴给定电流。

步骤8，比较所述γ轴实时电流和所述γ轴给定电流，根据比较结果获得γ轴误差电流，并比较所述δ轴实时电流和所述δ轴给定电流，根据比较结果获得δ轴误差电流。

步骤9，对所述γ轴误差电流进行误差调节获得γ轴给定电压，并对所述δ轴误差电流进行误差调节获得δ轴给定电压。

步骤10，根据所述估算位置对所述γ轴给定电压和所述δ轴给定电压进行Park逆变换，分别获得α轴给定电压和β轴给定电压。

步骤11，根据所述α轴给定电压、所述β轴给定电压和所述母线电压对逆变器进行脉宽调制，并通过所述逆变器控制电机。

第二方面，本发明提供了一种无位置传感器永磁同步电机控制装置，该装置包括：

Clark变换模块，用于对获取的电机三相电源中任意两相的实时电流进行Clark变换，分别获得α轴实时电流和β轴实时电流。

扰动观测器模块，用于根据所述α轴实时电流和β轴实时电流，利用扰动观测器对电机扩展反电动势进行估算，分别获得α轴扩展反电动势和β轴扩展反电动势；根据所述α轴扩展反电动势和所述β轴扩展反电动势，结合数字化锁相环获得电机转子的估算转速和估算位置。

Park变换模块，用于根据所述α轴扩展反电动势和所述β轴扩展反电动势，结合所述估算位置进行Park变换，分别获得γ轴扩展反电动势以及δ轴扩展反电动势，并根据所述α轴实时电流和所述β轴实时电流，结合所述估算位置进行Park变换，分别获得γ轴实时电流以及δ轴实时电流。

仿射投影参数辨识模块，用于根据所述γ轴实时电流、所述δ轴实时电流、所述γ轴扩展反电动势和所述δ轴扩展反电动势，利用仿射投影算法对电机参数进行在线辨识，并将辨识出的电机参数更新到扰动观测器中。

转速PI模块，用于根据所述估算转速确定δ轴给定电流。

用于比较所述γ轴实时电流和根据γ轴电流分配策略确定的γ轴给定电流，根据比较结果获得γ轴误差电流的模块，用于比较所述δ轴实时电流和所述δ轴给定电流，根据比较结果获得δ轴误差电流的模块。

γ轴电流PI模块，用于对所述γ轴误差电流进行误差调节获得γ轴给定电压。

δ轴电流PI模块，用于对所述δ轴误差电流进行误差调节获得δ轴给定电压。

Park逆变换模块，用于根据所述估算位置对所述γ轴给定电压和所述δ轴给定电压进行Park逆变换，分别获得α轴给定电压和β轴给定电压。

空间矢量脉宽调整模块，用于根据所述α轴给定电压、所述β轴给定电压和获取的母线电压对逆变器进行脉宽调制，并通过所述逆变器控制电机。

第三方面，本发明提供了一种无位置传感器永磁同步电机控制装置，该装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。

第四方面，本发明提供了一种无位置传感器永磁同步电机控制系统，该系统包括电源电路、整流器、母线电容、逆变器、电机和如上所述的无位置传感器永磁同步电机控制装置，所述电源电路、所述整流器、所述逆变器和所述电机依次电连接，所述母线电容的两端分别连接所述整流器的两个输出端，所述无位置传感器永磁同步电机控制装置与所述逆变器的控制端电连接。

本发明提供的无位置传感器永磁同步电机控制方法、装置和系统的有益效果是，通过算法形式的扰动观测器代替物理上实体形式的位置传感器，并通过扰动观测器实现对永磁同步电机转子位置以及转速的估算，最终实现对电机的控制，不仅可提高永磁同步电机控制系统的鲁棒性与可靠性，还可降低控制系统的制作成本。同时，通过对电机参数进行在线辨识与更新，可提高扰动观测器的估算精度，进一步改善系统的控制性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种无位置传感器永磁同步电机控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例一种无位置传感器永磁同步电机控制系统的结构示意图；

图3为本发明另一实施例的无位置传感器永磁同步电机控制系统的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本发明实施例的一种无位置传感器永磁同步电机控制方法包括：

步骤1，获取电机三相电源中任意两相的实时电流i_a、i_b和母线电压U_dc。

步骤2，对两相的所述实时电流i_a、i_b进行Clark变换，分别获得α轴实时电流i_α和β轴实时电流i_β。

步骤3，根据所述α轴实时电流i_α和β轴实时电流i_β，利用扰动观测器对电机扩展反电动势进行估算，分别获得α轴扩展反电动势e_α和β轴扩展反电动势e_β。

步骤4，根据所述α轴扩展反电动势e_α和所述β轴扩展反电动势e_β，结合数字化锁相环获得电机转子的估算转速和估算位置。

步骤5，根据所述α轴扩展反电动势e_α和所述β轴扩展反电动势e_β，结合所述估算位置进行Park变换，分别获得γ轴扩展反电动势e_γ以及δ轴扩展反电动势e_δ，并根据所述α轴实时电流i_α和所述β轴实时电流i_β，结合所述估算位置进行Park变换，分别获得γ轴实时电流i_γ以及δ轴实时电流i_δ。

步骤6，根据所述γ轴实时电流i_γ、所述δ轴实时电流i_δ、所述γ轴扩展反电动势e_γ和所述δ轴扩展反电动势e_δ，利用仿射投影算法对电机参数进行在线辨识，并将辨识出的电机参数更新到扰动观测器中。

步骤7，根据所述估算转速确定δ轴给定电流i_δ ^*，根据γ轴电流分配策略确定γ轴给定电流i_γ ^*。

步骤8，比较所述γ轴实时电流i_γ和所述γ轴给定电流i_γ ^*，根据比较结果获得γ轴误差电流，并比较所述δ轴实时电流i_δ和所述δ轴给定电流i_δ ^*，根据比较结果获得δ轴误差电流。

步骤9，对所述γ轴误差电流进行误差调节获得γ轴给定电压u_γ ^*，并对所述δ轴误差电流进行误差调节获得δ轴给定电压u_δ ^*。其中，所述误差调节是PI调节。

步骤10，根据所述估算位置对所述γ轴给定电压u_γ ^*和所述δ轴给定电压u_δ ^*进行Park逆变换，分别获得α轴给定电压u_α ^*和β轴给定电压u_β ^*。

步骤11，根据所述α轴给定电压u_α ^*、所述β轴给定电压u_β ^*和所述母线电压U_dc对逆变器进行脉宽调制，并通过所述逆变器控制电机。

在本实施例中，通过算法形式的扰动观测器代替物理上实体形式的位置传感器，并通过扰动观测器实现对永磁同步电机转子位置以及转速的估算，最终实现对电机的控制，不仅可提高永磁同步电机控制系统的鲁棒性与可靠性，还可降低控制系统的制作成本。同时，通过对电机参数进行在线辨识与更新，可提高扰动观测器的估算精度，进一步改善系统的控制性能。

优选地，所述步骤3具体包括：

步骤3.1，根据电机dq轴电压方程获得第一公式，也就是对dq轴电压方程进行改写，所述第一公式为：

其中，u_d为d轴电压，u_q为q轴电压，i_d为d轴电流，i_q为q轴电流，L_d为d轴电感，L_q为q轴电感，R_s为电机定子电阻，p为微分因子，ω_e为表示电机转速的电角速度，Ψ_f为电机永磁磁链，(L_d-L_q)(ω_ei_d-i_q)+ω_eψ_f表示扩展反电动势。

步骤3.2，根据所述第一公式获得第二公式，也就是对改写后的dq轴电压方程进行坐标变换得到αβ轴电压方程，所述第二公式为：

其中，u_α为α轴电压，u_β为β轴电压，i_α为α轴实时电流，i_β为β轴实时电流，e_α为α轴扩展反电动势，e_β为β轴扩展反电动势，θ_e为表示电机位置的电角度。E_ex＝((L_d-L_q)(ω_ei_d-pi_q)+ω_eψ_f)。

具体地，根据所述αβ轴电压方程进行改写，获得：

A₂₂＝ω_eJ

其中，i为αβ轴电流矢量，u为αβ轴电压矢量，e为扩展反电动势矢量。由于在矢量控制的稳态过程中假设dq轴电流不变，转速也是一个不变量，因此可以认为W为常量。

根据改写后的αβ轴电压方程设计初阶扰动观测器模型，获得：

其中，增益矩阵g₁和g₂的取值范围如下：

g₂＝0

其中，^为估算值，～为名义模型的参数，·为求导运算，G为扰动观测器增益矩阵，v为可调参数。

由于上述矩阵中包含了电机参数，而电机参数在电机运行过程中是变量，采用一个恒定常量来表示此变量，故将这些参数称为名义模型的参数。

根据初阶扰动观测器模型，引入中间变量ζ以避免电流导数的计算，减小了噪声对算法精确度的影响，其中：

由于引入了中间变量ζ，将初阶扰动观测器改写为以下形式：

利用该方程可以实现对扩展反电动势e的计算，即观测。

优选地，所述估算速度为估算电角速度所述估算位置为估算电角度所述步骤4具体包括：

步骤4.1，利用第三公式，根据所述α轴扩展反电动势和所述β轴扩展反电动势确定误差ε，所述第三公式为：

其中，是根据所述α轴扩展反电动势e_α获得的α轴估算扩展反电动势，是根据所述β轴扩展反电动势e_β获得的β轴估算扩展反电动势，是估算电角度。

步骤4.2，根据所述误差ε进行PI调节计算获得估算电角速度

步骤4.3，根据所述估算电角速度进行积分计算获得估算角度

优选地，所述电机参数包括电机电感L_d、L_q和电机电阻R_s，所述步骤6具体包括：

步骤6.1，确定电机在γδ旋转坐标系下的电压方程，所述电压方程由第四公式表示，所述第四公式为：

其中，

其中，u_γ为γ轴电压，u_δ为δ轴电压，i_γ为γ轴实时电流，i_δ为δ轴实时电流，e_γ为γ轴扩展反电动势，e_δ为δ轴扩展反电动势。

具体地，当永磁同步电机运行稳定的时候，估算电角度会和实际电角度由于滞后的影响，会存在一定的误差，即但是估算电角速度与实际电角速度并不受滞后的影响，所以可以认为因此可以把反电动势表达式改写为：

步骤6.2，对所述电压方程进行离散化处理。

具体地，采用如下公式进行离散化处理：

其中，i_γ(n)和i_δ(n)是第n个控制周期的γδ轴电流，可以通过采集ab相电流后通过Park转换得到，u_γ(n)和u_δ(n)是第n个控制周期的γδ轴电压，可以通过对电流调节器的输出采集得到，ω_δ(n)是第n个周期的估算转速，可以通过扰动观测器观测得到，e_γ(n)和e_δ(n)是第n个周期的γδ轴扩展反电动势，可以通过扰动观测器观测到的e_α和e_β坐标变换得到。T_s是系统的控制周期，一般为100μs。L_d、L_q和R_s是系统的待估计参数。

步骤6.3，根据离散化后的电压方程结合仿射投影算法，以第一频率，例如每1个控制周期对电机电感进行辨识，以第二频率，例如每10个控制周期对电机电阻进行辨识。

具体地，仿射投影算法的迭代公式可采用如下形式。

其中，各个矩阵定义如下：

A^H(n)＝[u(n),u(n-1),...,u(n-N+1)]。

y^H(n)＝[y(n),y(n-1),...,y(n-N+1)]。

其中，y为估算系统输出，u为估算系统输入，σ为系统待估计值，μ为步长因子，是一个可调参数，η为正则因子，一般选取一个接近于0的正数，n为自定义变量，N为控制周期总数，I为单位矩阵，H表示矩阵的共轭转置。

步骤6.4，将辨识出的电机电感和电机电阻更新到扰动观测器中。

在本实施例中，通过对电机参数进行在线辨识，并实时更新到扰动观测器中以提高其估算精度，从而可有效提高系统的控制性能。

优选地，所述步骤7的具体实现为：比较所述估算转速和获取的电机给定转速ω_r ^*，获得转速误差，对所述转速误差进行PI调节获得δ轴给定电流i_δ ^*，并根据γ轴电流分配策略确定所述γ轴给定电流i_γ ^*为零。

如图2所示，本发明实施例的一种无位置传感器永磁同步电机控制装置包括：

Clark变换模块，用于对获取的电机三相电源中任意两相的实时电流i_a、i_b进行Clark变换，分别获得α轴实时电流i_α和β轴实时电流i_β。

扰动观测器模块，用于根据所述α轴实时电流i_α和β轴实时电流i_β，利用扰动观测器对电机扩展反电动势进行估算，分别获得α轴扩展反电动势e_α和β轴扩展反电动势e_β；根据所述α轴扩展反电动势e_α和所述β轴扩展反电动势e_β，结合数字化锁相环获得电机转子的估算转速和估算位置。

Park变换模块，用于根据所述α轴扩展反电动势e_α和所述β轴扩展反电动势e_β，结合所述估算位置进行Park变换，分别获得γ轴扩展反电动势e_γ以及δ轴扩展反电动势e_δ，并根据所述α轴实时电流i_α和所述β轴实时电流i_β，结合所述估算位置进行Park变换，分别获得γ轴实时电流i_γ以及δ轴实时电流i_δ。

仿射投影参数辨识模块，用于根据所述γ轴实时电流i_γ、所述δ轴实时电流i_δ、所述γ轴扩展反电动势e_γ和所述δ轴扩展反电动势e_δ，利用仿射投影算法对电机参数进行在线辨识，并将辨识出的电机参数更新到扰动观测器中。

转速PI模块，用于根据所述估算转速确定δ轴给定电流i_δ ^*。

用于比较所述γ轴实时电流i_γ和根据γ轴电流分配策略确定的γ轴给定电流i_γ ^*，根据比较结果获得γ轴误差电流的模块，用于比较所述δ轴实时电流i_δ和所述δ轴给定电流i_δ ^*，根据比较结果获得δ轴误差电流的模块。

γ轴电流PI模块，用于对所述γ轴误差电流进行误差调节获得γ轴给定电压u_γ ^*。

δ轴电流PI模块，用于对所述δ轴误差电流进行误差调节获得δ轴给定电压u_δ ^*。其中，所述误差调节是PI调节。

Park逆变换模块，用于根据所述估算位置对所述γ轴给定电压u_γ ^*和所述δ轴给定电压u_δ ^*进行Park逆变换，分别获得α轴给定电压u_α ^*和β轴给定电压u_β ^*。

空间矢量脉宽调整模块，用于根据所述α轴给定电压u_α ^*、所述β轴给定电压u_β ^*和所述母线电压U_dc对逆变器进行脉宽调制，并通过所述逆变器控制电机。

其中，i_α、i_β和U_dc分别通过电流采集和电压采集电路获取。

优选地，所述扰动观测器模块具体用于：

根据电机dq轴电压方程获得第一公式，所述第一公式为：

其中，u_d为d轴电压，u_q为q轴电压，i_d为d轴电流，i_q为q轴电流，L_d为d轴电感，L_q为q轴电感，R_s为电机定子电阻，p为微分因子，ω_e为表示电机转速的电角速度，Ψ_f为电机永磁磁链，(L_d-L_q)(ω_ei_d-i_q)+ω_eψ_f表示扩展反电动势。

对所述第一公式进行坐标转换获得第二公式，所述第二公式为：

其中，u_α为α轴电压，u_β为β轴电压，i_α为α轴实时电流，i_β为β轴实时电流，e_α为α轴扩展反电动势，e_β为β轴扩展反电动势，θ_e为表示电机位置的电角度。

优选地，所述估算速度为估算电角速度，所述估算位置为估算电角度，所述扰动观测器模块具体还用于：

利用第三公式，根据所述α轴扩展反电动势和所述β轴扩展反电动势确定误差ε，所述第三公式为：

其中，是根据所述α轴扩展反电动势获得的α轴估算扩展反电动势，是根据所述β轴扩展反电动势获得的β轴估算扩展反电动势，是估算电角度。

根据所述误差ε进行PI调节计算获得估算速度

根据所述估算速度进行积分计算获得估算角度

优选地，所述电机参数包括电机电感L_d、L_q和电机电阻R_s，所述仿射投影参数辨识模块具体用于：

确定电机在γδ旋转坐标系下的电压方程，所述电压方程由第四公式表示，所述第四公式为：

其中，

其中，u_γ为γ轴电压，u_δ为δ轴电压，i_γ为γ轴实时电流，i_δ为δ轴实时电流，e_γ为γ轴扩展反电动势，e_δ为δ轴扩展反电动势。

对所述电压方程进行离散化处理。

根据离散化后的电压方程结合仿射投影算法，以第一频率对电机电感进行辨识，以第二频率对电机电阻进行辨识。

将辨识出的电机电感和电机电阻更新到扰动观测器中。

优选地，所述装置还包括用于比较所述估算转速和获取的电机给定转速ω_r ^*，获得转速误差的模块。

本发明实施例提供了一种无位置传感器永磁同步电机控制装置，该装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。

本发明实施例提供了一种无位置传感器永磁同步电机控制系统，该系统包括电源电路、整流器、母线电容、逆变器、电机和如上所述的无位置传感器永磁同步电机控制装置，所述电源电路、所述整流器、所述逆变器和所述电机依次电连接，所述母线电容的两端分别连接所述整流器的两个输出端，所述无位置传感器永磁同步电机控制装置与所述逆变器的控制端电连接。

电源电路用于为整流器提供单相交流电。整流器可以为单相不控整流器，用于将单相交流电整流成直流电，并为逆变器供电。母线电容的两端分别连接整流器输出端的两端，用于为电机提供所需电能。逆变器可以为三相电压型逆变器，可用于接收无位置传感器永磁同步电机控制装置发送的电压脉冲，并根据电压脉冲控制电机。

如图3所示，在本发明的一个优选实施例中，控制系统中的控制装置基于TMS320F28335实现，其还可与外扩RAM、QEP电路、故障检测电路、电流采样电路和IGBT驱动电路共同组成的控制回路，以控制逆变器IPM，逆变器与控制电源、单向整流桥、母线电容和永磁同步电机PMSM共同组成功率回路。控制系统还可包括相应的电源回路和负载回路，负载回路包括与永磁同步电机电连接的伺服驱动器。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种无位置传感器永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，获取电机三相电源中任意两相的实时电流和母线电压；

步骤2，对两相的所述实时电流进行Clark变换，分别获得α轴实时电流和β轴实时电流；

步骤3，根据所述α轴实时电流和β轴实时电流，利用扰动观测器对电机扩展反电动势进行估算，分别获得α轴扩展反电动势和β轴扩展反电动势；

步骤4，根据所述α轴扩展反电动势和所述β轴扩展反电动势，结合数字化锁相环获得电机转子的估算转速和估算位置；

步骤5，根据所述α轴扩展反电动势和所述β轴扩展反电动势，结合所述估算位置进行Park变换，分别获得γ轴扩展反电动势以及δ轴扩展反电动势，并根据所述α轴实时电流和所述β轴实时电流，结合所述估算位置进行Park变换，分别获得γ轴实时电流以及δ轴实时电流；

步骤6，根据所述γ轴实时电流、所述δ轴实时电流、所述γ轴扩展反电动势和所述δ轴扩展反电动势，利用仿射投影算法对电机参数进行在线辨识，并将辨识出的电机参数更新到扰动观测器中；

步骤7，根据所述估算转速确定δ轴给定电流，根据γ轴电流分配策略确定γ轴给定电流；

步骤8，比较所述γ轴实时电流和所述γ轴给定电流，根据比较结果获得γ轴误差电流，并比较所述δ轴实时电流和所述δ轴给定电流，根据比较结果获得δ轴误差电流；

步骤9，对所述γ轴误差电流进行误差调节获得γ轴给定电压，并对所述δ轴误差电流进行误差调节获得δ轴给定电压；

步骤10，根据所述估算位置对所述γ轴给定电压和所述δ轴给定电压进行Park逆变换，分别获得α轴给定电压和β轴给定电压；

步骤11，根据所述α轴给定电压、所述β轴给定电压和所述母线电压对逆变器进行脉宽调制，并通过所述逆变器控制电机。

2.根据权利要求1所述的无位置传感器永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：

步骤3.1，根据电机dq轴电压方程获得第一公式，所述第一公式为：

其中，u_d为d轴电压，u_q为q轴电压，i_d为d轴电流，i_q为q轴电流，L_d为d轴电感，L_q为q轴电感，R_s为电机定子电阻，p为微分因子，ω_e为表示电机转速的电角速度，Ψ_f为电机永磁磁链，表示扩展反电动势；

步骤3.2，对所述第一公式进行坐标转换获得第二公式，所述第二公式为：

其中，u_α为α轴电压，u_β为β轴电压，i_α为α轴实时电流，i_β为β轴实时电流，e_α为α轴扩展反电动势，e_β为β轴扩展反电动势，θ_e为表示电机位置的电角度。

3.根据权利要求2所述的无位置传感器永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述估算速度为估算电角速度，所述估算位置为估算电角度，所述步骤4具体包括：

步骤4.1，利用第三公式，根据所述α轴扩展反电动势和所述β轴扩展反电动势确定误差ε，所述第三公式为：

其中，是根据所述α轴扩展反电动势获得的α轴估算扩展反电动势，是根据所述β轴扩展反电动势获得的β轴估算扩展反电动势，是估算电角度；

步骤4.2，根据所述误差ε进行PI调节计算获得估算电角速度

步骤4.3，根据所述估算电角速度进行积分计算获得估算角度

4.根据权利要求3所述的无位置传感器永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述电机参数包括电机电感和电机电阻，所述步骤6具体包括：

步骤6.1，确定电机在γδ旋转坐标系下的电压方程，所述电压方程由第四公式表示，所述第四公式为：

其中，

其中，u_γ为γ轴电压，u_δ为δ轴电压，i_γ为γ轴实时电流，i_δ为δ轴实时电流，e_γ为γ轴扩展反电动势，e_δ为δ轴扩展反电动势；

步骤6.2，对所述电压方程进行离散化处理；

步骤6.3，根据离散化后的电压方程结合仿射投影算法，以第一频率对电机电感进行辨识，以第二频率对电机电阻进行辨识；

步骤6.4，将辨识出的电机电感和电机电阻更新到扰动观测器中。

5.根据权利要求1至4任一项所述的无位置传感器永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述步骤7的具体实现为：比较所述估算转速和获取的电机给定转速，获得转速误差，对所述转速误差进行PI调节获得δ轴给定电流，并根据γ轴电流分配策略确定所述γ轴给定电流为零。

6.一种无位置传感器永磁同步电机控制装置，其特征在于，所述装置包括：

Clark变换模块，用于对获取的电机三相电源中任意两相的实时电流进行Clark变换，分别获得α轴实时电流和β轴实时电流；

扰动观测器模块，用于根据所述α轴实时电流和β轴实时电流，利用扰动观测器对电机扩展反电动势进行估算，分别获得α轴扩展反电动势和β轴扩展反电动势；根据所述α轴扩展反电动势和所述β轴扩展反电动势，结合数字化锁相环获得电机转子的估算转速和估算位置；

Park变换模块，用于根据所述α轴扩展反电动势和所述β轴扩展反电动势，结合所述估算位置进行Park变换，分别获得γ轴扩展反电动势以及δ轴扩展反电动势，并根据所述α轴实时电流和所述β轴实时电流，结合所述估算位置进行Park变换，分别获得γ轴实时电流以及δ轴实时电流；

仿射投影参数辨识模块，用于根据所述γ轴实时电流、所述δ轴实时电流、所述γ轴扩展反电动势和所述δ轴扩展反电动势，利用仿射投影算法对电机参数进行在线辨识，并将辨识出的电机参数更新到扰动观测器中；

转速PI模块，用于根据所述估算转速确定δ轴给定电流；

用于比较所述γ轴实时电流和根据γ轴电流分配策略确定的γ轴给定电流，根据比较结果获得γ轴误差电流的模块，用于比较所述δ轴实时电流和所述δ轴给定电流，根据比较结果获得δ轴误差电流的模块；

γ轴电流PI模块，用于对所述γ轴误差电流进行误差调节获得γ轴给定电压；

δ轴电流PI模块，用于对所述δ轴误差电流进行误差调节获得δ轴给定电压；

Park逆变换模块，用于根据所述估算位置对所述γ轴给定电压和所述δ轴给定电压进行Park逆变换，分别获得α轴给定电压和β轴给定电压；

空间矢量脉宽调整模块，用于根据所述α轴给定电压、所述β轴给定电压和获取的母线电压对逆变器进行脉宽调制，并通过所述逆变器控制电机。

7.根据权利要求6所述的无位置传感器永磁同步电机控制装置，其特征在于，所述扰动观测器模块具体用于：

根据电机dq轴电压方程获得第一公式，所述第一公式为：

其中，u_d为d轴电压，u_q为q轴电压，i_d为d轴电流，i_q为q轴电流，L_d为d轴电感，L_q为q轴电感，R_s为电机定子电阻，p为微分因子，ω_e为表示电机转速的电角速度，Ψ_f为电机永磁磁链，表示扩展反电动势；

对所述第一公式进行坐标转换获得第二公式，所述第二公式为：

其中，u_α为α轴电压，u_β为β轴电压，i_α为α轴实时电流，i_β为β轴实时电流，e_α为α轴扩展反电动势，e_β为β轴扩展反电动势，θ_e为表示电机位置的电角度。

8.根据权利要求7所述的无位置传感器永磁同步电机控制装置，其特征在于，所述电机参数包括电机电感和电机电阻，所述仿射投影参数辨识模块具体用于：

确定电机在γδ旋转坐标系下的电压方程，所述电压方程由第四公式表示，所述第四公式为：

其中，

其中，u_γ为γ轴电压，u_δ为δ轴电压，i_γ为γ轴实时电流，i_δ为δ轴实时电流，e_γ为γ轴扩展反电动势，e_δ为δ轴扩展反电动势；

对所述电压方程进行离散化处理；

根据离散化后的电压方程结合仿射投影算法，以第一频率对电机电感进行辨识，以第二频率对电机电阻进行辨识；

将辨识出的电机电感和电机电阻更新到扰动观测器中。

9.一种无位置传感器永磁同步电机控制装置，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。

10.一种无位置传感器永磁同步电机控制系统，其特征在于，包括电源电路、整流器、母线电容、逆变器、电机和如权利要求9所述的无位置传感器永磁同步电机控制装置，所述电源电路、所述整流器、所述逆变器和所述电机依次电连接，所述母线电容的两端分别连接所述整流器的两个输出端，所述无位置传感器永磁同步电机控制装置与所述逆变器的控制端电连接。