CN1097756C

CN1097756C - 旋转机械的调节方法和其伺服系统及具有该系统的旋转机械

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Publication number: CN1097756C
Application number: CN97114854A
Authority: CN
Inventors: 让·L·托马斯; 塞尔日·普兰; 奥利维耶·贝图克斯; 居伊·博尔纳德
Original assignee: Alcatel NV
Current assignee: Alcatel CIT SA; Alcatel Lucent SAS; Alcatel Lucent NV
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 2003-01-01
Anticipated expiration: 2017-06-06
Also published as: PL320397A1; SK71597A3; FR2749717B1; ATE233448T1; KR980006793A; US5907228A; CN1177758A; JPH1066400A; CA2208008A1; HUP9701008A2; CZ172897A3; AU714400B2; DE69719240T2; EP0812059A1; HU9701008D0; AU2470397A; BR9703478A; EP0812059B8; DE69719240D1; HUP9701008A3

Abstract

本发明涉及一种调节由电压变向器(3)提供n相交流电的旋转机械(1)的方法，该方法包括n个限定mⁿ个定子相位电压矢量状态V_i(i∈{1…，mⁿ})的SPmLL(4)，所述机械包括伺服于电磁力矩T_emrcf和定子通量φ_sref的电磁力矩T_cm和定子通量φ_S。根据本发明，对于过渡工况来说，电磁力矩T_cm和/或定子通量φ_S分别偏离规定的电磁力矩T_cmref和定子通量φ_sref；在电压相矢量V_S的所有可能的状态V_i中选择一个最佳状态，使力矩T_cm和定子通量φ_S引向规定的电磁力矩T_cmref和定子通量φ_sref；并控制与所选择的电压相矢量V_S相应的SPmLL(4)的变向。

Description

旋转机械的调节方法和其伺服系统及具有该系统的旋转机械

本发明涉及的是旋转机械的控制操纵方法、实施该方法的伺服系统以及具有这种系统的旋转机械，更具体地说，本发明涉及的是控制旋转机械的力偶矩和定子通量的方法。

已知的有控制转子通量矢量的控制装置。这种控制是建立在对机械转子和力矩的磁性状态进行有效控制的基础上的。但为了得到计算所要求的机械量，这种装置需要在机械的旋转部件上安装传感器，此外这类装置仍对机械的参数变化十分灵敏。最后一点是，这类装置需要使用脉冲宽度式调制器(MLI)，在力矩或速度逐渐增大时，该调制器产生一个与反应时间相当的延迟时间。

大家都知道一种交替方法，其中，控制量是电磁力矩和定子通量。这种方法不再需要MLI。

这种方法要设立机械和电压变向器的矢量模型。

已知的这种机械是，电磁力矩是使转子通量发生变化的矢量与使定子通量发生变化的矢量之间的角度的函数，而且是这些通量矢量的模数。换句话说，电磁力矩是旋转通量矢量的矢量积的函数：

T_em＝K(φ_R×φ_S)

定子电压矢量V_s由三相电压的变向器提供，每相都有一个双态开关(SP2LL：两个逻辑电平的单极(Single Pole 2 Logic Levels))。为此，定子电压矢量根据变向器的三个SP2LL的组合情况可以有8个状态V₁-V₈(2³)，其中两个矢量V₁和V₈在定子的取向定位线(α，β)上为零(零状态)。

已知一种叫作DTC(直接转矩控制)的系统(图1)，在定子取向线(α，β)中，该系统基于把定子通量φ_S的变化矢量的矢量模数的|φ_S|保持在滞后带H中，并基于对力矩T_em的控制，在对力矩T_em控制的同时，使定子通量φ_S的变化矢量相对于转子的通量矢量φ_R作加速运动，以便增加力矩T_em(增加两个通量矢量之间的夹角)，以及固定定子通量矢量φ_S以便转子通量矢量φ_R接近定子通量矢量，从而减小力矩(减小这两个通量矢量之间的角度)。

利用一个有限的数据表来确保对定子通量矢量φ_S的控制。对于在定子平面(α，β)中变化的定子通量矢量φ_S所给定的位置N_i(i＝1…6)，该数据表包括能够固定定子通量矢量(零状态V₁，V₈)的定子相位电压矢量V_S的状态V₁…V₈，并包括能够显示通量矢量φ_S、φ_R之间的夹角的各状态，同时把定子通量矢量φ_S维持在滞后带H中。下面的数据表和图1说明了该方法。

有限数据表

	Tem增加		Tem减少
	Tem增加		Tem减少	区域N_i	Ф_S 增加	Ф_S 减少	Ф_S 停止
N₁	V₃	V₄	V₁，V₈	区域N_i	Ф_S 增加	Ф_S 减少	Ф_S 停止
N₁	V₃	V₄	V₁，V₈	N₂	V₄	V₅	V₁，V₈
N₃	V₅	V₆	V₁，V₈	N₂	V₄	V₅	V₁，V₈
N₃	V₅	V₆	V₁，V₈	N₄	V₆	V₇	V₁，V₈
N₅	V₇	V₂	V₁，V₈	N₄	V₆	V₇	V₁，V₈
N₅	V₇	V₂	V₁，V₈	N₆	V₂	V₃	V₁，V₈

例如在图1中，φ_S在区域N₆，它的端点在定子相位电压矢量V_S的状态V₂的后面。状态V₂是使|φ_S|增加的状态，当|φ_S|到达滞后带H的上限时，该过程在V₃处换向。这种技术有如下若干缺陷：

^*有限的数据表并不是旋转机械可能出现的所有动力状况。为了考虑机械的所有状况，设置一张数据表是难以理解的(在三个SP2LL的反向器的简单情况下，已经发现六个区域中的每个区域可以使用四个状态)。此外，一个SP2LL的运行故障会消除定子矢量V_S的三个状态，这就大大缩减了有限的控制数据表的使用范围，并会导致旋转机械处于失控状态(力矩的峰值)。

^*所提出的技术把定子通量φ_S的控制(把定子通量系数维持在滞后带H中)用来控制力矩T_em。而并未提出既希望能控制定子通量φ_S又能控制力矩T_em的方案。

^*在转子以低速旋转使力矩呈负增长(力矩的增长减小)的情况下，上述方案的动力学反应曲线很差。特别是负增长的反应时间约是相同幅度的正增长的反应时间的四倍。

事实上在减少力矩的方案中，装置停止定子通量的转动(零状态)，转子通量接近减少的定子通量，由此补偿角度，从而补偿力矩。当马达以低速旋转时，定子通量也以低速转动，这对力矩的动力学反应曲线影响相当大。

动力的启动可以说明这种低速旋转情况，而动力轮的打滑可以说明不佳的动力学性能(力矩的减少特别慢)。

^*电压变向器的反向策略与过渡工况(通量和力矩的瞬间值偏离规定值)时和设定工况(通量和力矩的瞬间值在规定值附近摆动)时的相同。由此，电压变向器在设定工况时的平均切割频率得不到控制，而且频率不规则。对于最高电压和电流的情况，这会很快导致某些SP2LL出现不可逆的损伤，因此，由于上述理由，导致旋转机械处于失控状态。

本发明的目的之一在于提供一种控制量也是电磁力矩和定子通量的方法，不论旋转机械在给定时间内的状况如何，都可以在所有可能的状态中得到一个最佳的定子相位电压矢量V_S状态，以便最佳地适于所需的控制策略。

为此，本发明涉及一种调节由电压变向器提供n相交流电的旋转机械的方法，该方法包括n个限定mⁿ个定子相位电压矢量V_S的状态V_i(i∈{1…，mⁿ}的SPmLL，所述机械以电磁力矩T_em和定子通量φ_S由一个包括传感器组件在内的伺服系统伺服于电磁力矩T_emref和定子通量φ_sref，将传感器组件的检测值传送给监视器，再将监视器的输出输入到一个计算器中，计算器的输出送出命令信号，命令信号用以控制电压变向器的SPmLL；

根据本发明，在过渡工况的控制策略中，对于过渡工况而言，电磁力矩T_em和/或定子通量φS分别偏离规定的电磁力矩T_emref和定子通量φ_sref；

计算器在定子电压相矢量V_S的所有可能的状态V_i中选择一个最佳状态，使力矩T_em和定子通量φ_S引向规定的电磁力矩T_emref和定子通量φ_sref，

计算器输出命令信号，以便根据所选择的电压相矢量V_S的状态控制SPmLL。

据此，力矩负差动的响应动力比已有技术中的好。

当n和/或m的值增大时，则产生大量可能的状态。因此本发明的另一个优点在于，对于给定的方案，当某一个SPmLL在一个并不是最佳位置处被意外锁住时，本发明方法继续在剩下的状态中选择尽可能好的最佳状态，以便满足规定。虽然控制动力学性能受其影响，但是大大减少了偏差或减少了出现最大力矩的可能性。

在设定工况的控制策略中，对于设定工况而言，力矩T_em和定子通量φ_S分别在T_emref和φ_sref的±ΔT_em和±Δφ_S的区间内。计算器在定子电压相矢量V_S的所有可能的状态V_i中选择一个对于变向器的平均预置切割频率来讲为最佳的状态，

从而尽可能地减少了力矩T_em和定子通量φ_S分别在规定的力矩T_emref和定子通量φ_sref附近的摆动幅度，和/或遵守了力矩T_em的频率限界；

计算器根据所选的电压相矢量V_S的状态输出命令信号，以便控制SPmLL。

在本方法的一种实施形式中，为了确定本方法初始步骤中的最佳状态，则在计算器中的输出处设立一个虚拟平面P，该平面的一根轴y表示电磁力矩，另一根轴x表示定子通量，用点A_ref表示规定的定子通量和力矩，用点A表示瞬间的定子通量和力矩，点A_ref的附近定义有平面元素(±Δx，±Δy)，当点A在平面元素以内时，计算器使用设定工况的控制策略，当点A在平面元素以外时，计算器使用过渡工况的控制策略，

将旋转机械的一个状态模型输入到计算器中，其中，输出矢量S是输出平面P的矢量，命令矢量C是电压相矢量V_S；

按照过渡工况，对于每一个取样，

计算器计算矢量(A-A_ref)，

对于电压相矢量V_S的每一个可能的状态V_i，计算器计算输出矢量S的方向导数

计算器计算输出矢量S的每一个方向导数S(V_i)与矢量(A-A_ref)标量积，

计算器选择与计算的最大标量积相配的电压相矢量V_S的状态V_i作为命令矢量C。

此外，在本方法的初始步骤中，

在计算器的平面元素内，为点A在点A_ref的周围循环设立一个循环路径，

使切割变向器的平均频率再输入到计算器中，

计算器把平面元素分成若干个适用于循环路径的换向区域Z_i，

计算器设置一个换向表，在该表中，对于每一个区域Z_i，根据定子电压相矢量V_S的当前状态V_a和过去状态V_P，使其适于定子电压相矢量V_S的最佳将来状态V_f，以便使所述的循环路径在区域Z_i中进行循环，以及，

按照设定工况，对于每一个取样，

计算器根据机械的瞬间情况计算换向区域Z_i的大小，以便遵守所选择的平均切割频率，

计算器根据点A所在的区域Z_i以及定子电压相矢量V_S的当前状态V_a和过去状态V_P，从换向表中选择定子电压相矢量V_S的最佳将来状态V_f作为命令矢量C。

在一个实施例中，旋转机械的状态模式是非线性状态模式，由此精选出下面的指令：

\overset{\cdot}{E} = f (E) + g (E) V_{S}

S＝h(E)其中E是状态矢量，f，g，h是状态E矢量的分析函数；输出矢量S的方向导数

根据状态模式为：

\overset{\cdot}{S} (V_{S}) = \frac{&PartialD; h (E)}{&PartialD; E} \overset{\cdot}{E} = \frac{&PartialD; h (E)}{&PartialD; E} f (E) + \frac{&PartialD; h (E)}{&PartialD; E} g (E) V_{S}

尽管是以换向数据表的系统作为基础的，但按照设定工况的方法相对来讲还是有效的。因为可以从平面元素中发散出点A。因此，系统在过渡工况附近进行补偿，在这里根据过渡工况的控制策略选择最有用的状态V_i。平面元素最好包括一个具有一个内界和一个外界的滞后带，例如：

当点A越过滞后带的内界时，过渡工况的控制策略转向设定工况的控制策略；

当点A越过滞后带的外界时，设定工况的控制策略转向过渡工况的控制策略。

控制换向器的平均切割频率的好处在于能够大大限制在SPmLL中因换向造成的损失，因而也就延长了使用寿命。

本发明还涉及能够实施上述方法的伺服系统。

最后，本发明涉及的是包括这种伺服系统的旋转机械。

下面通过结合附图对本发明的描述将会看到本发明的其它优点和特征，其中

图1是已有技术方法中按照定子的确定平面作的示图。

图2是过渡工况时本发明方法的示图。

图3至图3E是根据给定的循环实例，在设定工况时本发明方法的示图。

本发明涉及一种调节由电压变向器3提供n相交流电的旋转机械1的方法，该变向器在m个位置4处包括n个开关(后面用SPmLL表示：n个逻辑电位的单极)，它为定子电压相矢量V_S限定了mⁿ个状态V_i(i∈{1…，mⁿ})，所述机械1按规定的电磁力矩T_emref和规定的定子通量φ_sref受到控制。机械的伺服系统包括一组传感器，传感器所收集的值7、8、9被传送到观察器10。观察器10的输出是表示旋转机械的瞬间电磁力矩T_em和瞬间定子通量φ_S的值。有大量传感器和观察器10，但这多少有些夸张。

将表示电磁力矩T_em和定子通量φ_S的值输入到实施发明方法的计算器13中，该计算器13的输入端还接收表示规定的电磁力矩T_emref和定子通量φ_sref的值。计算器13的输出端输出用以命令电压反向器3的SPmLL4的控制信号6。

更精确地说，本发明涉及的是在计算器13中完成该方法的步骤。

本发明方法根据机械所处的方案提出两种策略。本发明在于：

^*过渡工况，此时电磁力矩T_em和/或定子通量φ_S分别偏离规定的电磁力矩T_emref和定子通量φ_sref；和

^*设定工况，此时力矩T_em和定子通量φ_S分别在T_emref和φ_sref的±ΔT_em和±Δφ_S的区间内。在过渡工况中，本发明的方法包括如下步骤：

在定子电压相矢量V_S的所有可能的状态V_i(i∈{1…，mⁿ})中选择一个可以使力矩T_em和定子通量φ_S达到规定力矩T_emref和规定定子通量φ_sref的最佳的状态；和

控制对应于定子电压相矢量V_S的所选状态V_t的SPmLL的变向。

在设定工况中，对于反向器的预定平均切割频率而言，在定子电压相矢量V_S的所有可能的状态V_i(i∈{1…，mⁿ})中选择一个对于变向器的平均预置切割频率来讲为最佳的状态，

以便尽可能地减少力矩T_em和定子通量φ_S分别在规定的力矩T_emref和定子通量φ_sref附近的摆动幅度，和/或为了遵守力矩T_em的频率限界，

控制与电压相矢量V_S的所述状态V_i相应的SPmLL的变向。

由于遵守了频率限界，就可以发现在电磁力矩T_em处是不允许有某些频率或某些频率间隔存在的。

在图2到3E所示方法的实施形式中，为了确定最佳状态，在计算器13中构设一个输出平面P，该平面的一个轴Y表示电磁力矩，另一个轴X表示定子通量，定义点A_ref为所述平面P中的规定力矩和规定定子通量，点A表示机械瞬间构型。定义点A_ref的周围为平面元素5±ΔX、±ΔY，在该平面元素内为设定工况，而在其之外为过渡工况，由此平面P被分成两部分，每一部分表示一个工况。

在过渡工况中，为了减少反应时间，需要尽快到达规定值。为此，在平面P中，该方法在定子电压相矢量V_S的所有可能的状态组V_i(i∈{1…，mⁿ})中选择一个状态，沿着与理想参考方向A-A_ref相近的方向，该状态为点A提供最大的速度变化。

为此，在初始步骤中，将旋转机械的状态模式输入到计算器13中，在该模式中，输出矢量S是输出平面P矢量，命令矢量C是电压相矢量V_S；和

按照过渡工况，对于每一个取样，

计算器13计算矢量(A-A_ref)，

对于电压相矢量V_S的每一个可能的状态V_i，计算器13计算输出矢量S的方向导数

计算器13计算输出矢量的每一个方向导数与矢量(A-A_ref)标量积，

图2表示本方法按照过渡工况的工作情况。虚线15表示点A最快地靠近点A_ref的理想路径。在每个取样周期，重新计算矢量(A-A_ref)以及最佳状态。由此可以求得例如象曲线14所示的轨迹。

力矩负差动的响应动力比已有技术中的好。

当n和/或m的值增大时(可能的状态数)，则另一个优点在于，对于给定的方案，当某一个SPmLL在一个并不是最佳位置处被意外锁住时，本方法将继续在剩下的状态中选择可能的最佳状态，以便满足规定。虽然动力学性能受其影响，但是消除了偏差或减少了出现最大力矩的可能性。

此外(参照图3到图3E)，总是在初始阶段期间，在计算器13中建立一个点A绕着平面元素5中点A_ref进行循环的循环路径15。

使变向器3的切割平均频率再进入计算器。

计算器把平面元素5分成若干个适用于循环路径15的换向区域Z_i，

计算器设置一个换向表，在该表中，每一个区域Z_i根据定子电压相矢量V_S的当前状态V_a和过去状态V_P，使其适于定子电压相矢量V_S的最佳将来状态V_f，以便使所述的循环路径15在区域Z_i中进行循环，以及

按照设定工况，对于每一个取样，计算器13根据机械的瞬间情况计算换向区域Z_i的大小，以便遵守所选择的平均切割频率，

计算器根据点A所在的区域Z_i以及定子电压相矢量V_S的当前状态V_a和过去状态V_P，水换向表中选择定子电压相矢量V_S的最佳将来状态V_f作为命令矢量C。定子电压相矢量V_S的过去状态V_P应当理解为上述换向状态。图3到图3E以及下面的换向表表示出的是本方法在设定工况时的实施例。

设定工况的换向表

区域Z_i	V_p	V_a	V_f
区域Z_i	V_p	V_a	V_f	Z₁	V₂	V₃	V₁
V_i	V₂	V₂			V₂	V₃	V₁
V_i	V₂	V₂	V_i≠V₂		V₃	V₃
V_i	V_i＝{V₁，V₅，V₇}	V₁	V_i≠V₂		V₃	V₃
V_i	V_i＝{V₁，V₅，V₇}	V₁	V_i		V_i＝{V₄，V₆，V₈}	V₈
Z₂	V₃	V₂	V_i		V_i＝{V₄，V₆，V₈}	V₈	V₈
	V₃	V₂	V_i≠V₃	V₂	V₂		V₈
	V_i	V₃	V_i≠V₃	V₂	V₂	V₃
	V_i	V₃	V_i	V_i＝{V₁，V₅，V₇}	V₁	V₃
	V_i	V_i＝{V₄，V₆，V₈}	V_i	V_i＝{V₁，V₅，V₇}	V₁	V₈
	V_i	V_i＝{V₄，V₆，V₈}	Z₃	V₂	V₃	V₈	V₁
V_i	V₂	V₂		V₂	V₃		V₁
V_i	V₂	V₂		V_i≠V₂	V₃	V₂
V_i	V_i＝{V₁，V₅，V₇}	V₈		V_i≠V₂	V₃	V₂
V_i	V_i＝{V₁，V₅，V₇}	V₈		V_i	V_i＝{V₄，V₆，V₈}	V₁
Z₄	V₃	V₂		V_i	V_i＝{V₄，V₆，V₈}	V₁	V₈
	V₃	V₂	V_i≠V₃	V₂	V₃		V₈
	V_i	V₃	V_i≠V₃	V₂	V₃	V₃
	V_i	V₃	V_i	V_i＝{V₁，V₅，V₇}	V₁	V₃
	V_i	V_i＝{V₄，V₆，V₈}	V_i	V_i＝{V₁，V₅，V₇}	V₁	V₈
	V_i	V_i＝{V₄，V₆，V₈}	Z₅	V_i	V_i＝{V₁，V₃，V₅，V₇}	V₈	V₁
V_i	V_i＝{V₂，V₄，V₆，V₈}	V₈		V_i	V_i＝{V₁，V₃，V₅，V₇}		V₁
V_i	V_i＝{V₂，V₄，V₆，V₈}	V₈		Z₆	V_i	V_i＝{V₁，V₃，V₅，V₇}	V₁
V_i	V_i＝{V₂，V₄，V₆，V₈}	V₈			V_i	V_i＝{V₁，V₃，V₅，V₇}	V₁

图3表示的是所选择的循环15。图3A到图3E以及上述表所示的是点A沿着所选的循环线15进行循环的实施例。

很容易理解的是，区域Z_i的位置和大小对反向器的平均切割频率有影响，反之亦然。因此，在建立区域Z_i时，要考虑反向器的平均切割频率。

在图3A中，点A或是在区域Z₂中，或是在区域Z₄，当前状态是V₃，过去状态是V₂。点A在将来可以进入区域Z₅、Z₁或Z₃中。通过换向表可以发现，只要A在Z₂或在Z₄中，将来状态就进入当前状态V₃，如果点A进入区域Z₁、Z₅或Z₃中，则将来的状态就是V₁。可以用反向表以相同的方式解释图3B到图3E。

尽管是以换向数据表的系统作为基础的，但按照设定工况的方法相对来讲还是有效的。因为可以从平面元素中发散出点A。因此，系统在过渡工况附近进行补偿，此时根据过渡工况的方法选择最有用的状态V_i。有利地，平面元素5最好包括一个具有一个内界12和一个外界11的滞后带，例如：

当点A越过滞后带的内界12时，过渡工况转向设定工况；

当点A越过滞后带的外界11时，设定工况转向过渡工况。

例如，旋转机械的状态模式为非线性模式，这种模式使机械的控制更为精确：

\overset{\cdot}{E} = f (E) + g (E) V_{S}

S＝h(E)其中E是状态矢量，f、g、h是状态矢量E的分析函数；输出矢量S的方向导数是状态模式的函数，它为：

\overset{\cdot}{S} (V_{S}) = \frac{&PartialD; h (E)}{&PartialD; E} \overset{\cdot}{E} = \frac{&PartialD; h (E)}{&PartialD; E} f (E) + \frac{&PartialD; h (E)}{&PartialD; E} g (E) V_{S}

在实施方案中，Y轴直接表示电磁力矩，X轴表示定子通量的平方。平面P的各点的坐标是：

(λφ_S ²/φ₀ ²，(λ-1)T_em/T₀)

其中λ是加权系数，其值由旋转机械的用户设定。该加权系数可以为其中一个输出提供比另一个输出大或小的加权量。

本发明还涉及实施上述方法的伺服系统。

最后，本发明还涉及含有这种伺服系统的旋转机械。

当然，本发明并不局限于上述实施方案，本领域的普通技术人员可以在不脱离本发明精神的范围内做出大量的修改。特别是在不脱离本发明范围内用其它任何可以归纳出它所合适的变向区域以及变向数据表的循环代替上面所建议的循环。此外，可以用n个SPmLL代替三个SP2LL，这也不超出本发明的范围。

Claims

1.一种调节由电压变向器(3)提供n相交流电的旋转机械(1)的方法，该方法包括n个限定mⁿ个定子相位电压矢量V_S状态V_i(i∈{1…，mⁿ})的SPmLL(4)，所述机械按电磁力矩T_em和定子通量φ_S由一个包括传感器组件在内的伺服系统控制在电磁力矩T_emref和定子通量φ_sref处，将传感器组件的检测值(7，8，9)传送给一个监视器(10)，再将监视器(10)的输出输入到一个计算器(13)中，

其特征在于，在过渡工况的控制策略中，对于过渡工况而言，电磁力矩T_em和/或定子通量φ_S分别偏离规定的电磁力矩T_emref和定子通量φ_sref；

计算器(13)在定子电压相矢量V_S的所有可能的状态V_i中选择一个最佳状态，使力矩T_em和定子通量φ_S引向规定的电磁力矩T_emref和定子通量φ_sref；

计算器输出命令信号(6)，以便根据所选择的电压相矢量V_S的状态控制SPmLL(4)。

2.如权利要求1所述的调节旋转机械的方法，其特征在于，在设定工况的控制策略中，力矩T_em和定子通量φ_S分别在T_emref和φ_sref的±ΔT_em和±Δφ_S的区间内，

计算器(13)在定子电压相矢量V_SS的所有可能的状态V_i中选择一个对于变向器(3)的平均预置切割频率来讲为最佳的状态，

以便尽可能地减少力矩T_em和定子通量φ_S分别在规定的力矩T_emref和定子通量φ_sref附近的摆动幅度，和/或为了遵守力矩T_em的频率限界。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在该方法的初始步骤中，

在计算器(13)中设立一个虚拟的输出平面P，该平面的一个轴Y表示电磁力矩，另一个轴X表示定子通量，定义点A_ref为所述平面P中的规定力矩和规定定子通量，点A表示瞬间力矩和定子通量，在点A_ref周围定义有一个平面元素(5)(±ΔX，±ΔY)，当点A处于平面元素(5)以内时，计算器(13)用设定工况的控制策略，当点A处于平面元素(5)以外时，计算器(13)用过渡工况的控制策略，

将旋转机械的一个状态模型输入到计算器(13)中，其中，输出矢量S是输出平面P的矢量，命令矢量C是电压相矢量V_S；

按照过渡工况，对于每一个取样，

计算器(13)计算矢量(A-A_ref)，

对于电压相矢量V_S的每一个可能的状态V_i，计算器(13)计算输出矢量S的方向导数

计算器(13)计算输出矢量S的每一个方向导数

与矢量(A-A_ref)标量积，

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在该方法的初始步骤中，

在计算器(13)的平面元素(5)内，为点A在点A_ref的周围进行循环设立一个循环路径(15)，

计算器把平面元素(5)分成若干个适用于循环路径(15)的换向区域Z_i，

将切割变向器(3)的平均频率再输入计算器，

计算器设置一个换向表，在该表中，每一个区域Z_i根据定子电压相矢量V_S的当前状态V_a和过去状态V_P，使其适于定子电压相矢量V_S的最佳将来状态V_f，以便使所述的循环路径在区域Z_i中进行循环，以及，

按照设定工况，对于每一个取样，

计算器(13)根据机械的瞬间情况计算换向区域Z_i的大小，以便遵守所选择的平均切割频率，

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，旋转机械的状态模式为非线性模式，其控制类型为：

\overset{\cdot}{E} = f (E) + g (E) V_{S}

S＝h(E)其中E是状态矢量，f、g、h是状态矢量E的分析函数；输出S的方向导数

是状态模式的函数，它为：

\overset{\cdot}{S} (V_{S}) = \frac{&PartialD; h (E)}{&PartialD; E} \overset{\cdot}{E} = \frac{&PartialD; h (E)}{&PartialD; E} f (E) + \frac{&PartialD; h (E)}{&PartialD; E} g (E) V_{S}

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，平面元素(5)包括一个具有一个内界(12)和一个外界(11)的滞后带，以致：

当点A越过滞后带的内界(12)时，过渡工况转向设定工况；

当点A越过滞后带的外界(11)时，设定工况转向过渡工况。

7.一种控制由电压变向器(3)提供n相交流电的旋转机械(1)的伺服系统，该系统包括n个限定mⁿ个定子电压矢量状态V_i(i∈{1…，mⁿ})的SPmLL(4)，所述机械的电磁力矩T_em和定子通量φ_S由所述的包括传感器组件在内的伺服系统控制在电磁力矩T_emref和定子通量φ_sref处，将传感器组件的检测值(7，8，9)传送给一个监视器(10)，再将监视器(10)的输出输入到一个计算器(13)中，所述计算器(13)的输出处送出命令信号(6)，命令信号用以控制电压变向器(3)的SPmLL(4)；

其特征在于，该系统实施如权利要求1至6中任一权利要求所述的方法。

8.一种由电压变向器(3)提供n相交流电的旋转机械(1)，它包括n个限定mⁿ个定子电压矢量状态V_i(i∈{1…，mⁿ})的SPmLL(4)，所述机械的电磁力矩T_em和定子通量φ_S由所述的包括传感器组件在内的伺服系统控制在电磁力矩T_emref和定子通量φ_srcf处，将传感器组件的检测值(7，8，9)传送给一个监视器(10)，再将监视器(10)的输出输入到一个计算器(13)中，所述计算器(13)的输出处送出命令信号(6)，命令信号用以控制电压变向器(3)的SPmLL(4)；

其特征在于，伺服系统是权利要求7所述的系统。