CN110350832B - 带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测器及方法 - Google Patents

带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测器及方法 Download PDF

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CN110350832B CN201910593542.7A CN201910593542A CN110350832B CN 110350832 B CN110350832 B CN 110350832B CN 201910593542 A CN201910593542 A CN 201910593542A CN 110350832 B CN110350832 B CN 110350832B
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Abstract

本发明公开了一种带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测器及方法，其中方法包括：步骤一：采集记忆电机α、β轴定子电流iα、iβ，通过坐标系转换得到d、q轴定子电流id、iq，并根据d、q轴定子电流id、iq采用定子磁链的电流模型计算d、q轴观测值
Figure DDA0002116886520000011
步骤二：根据电流积分输出值
Figure DDA0002116886520000012
和步骤一得到的d、q轴定子电流id、iq计算得到α、β轴观测误差
Figure DDA0002116886520000013
步骤三：根d、q轴观测值
Figure DDA0002116886520000014
和步α、β轴观测误差
Figure DDA0002116886520000015
进行误差补偿，并根据定子磁链的电压模型计算得到定子α、β轴磁链观测值
Figure DDA0002116886520000016
本发明可以提高记忆电机定子磁链观测的收敛速度和精确度，并可提高转矩控制的快速性和抗扰能力。

Description

带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测器及方法
技术领域
本发明涉及电机控制技术，尤其涉及一种带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测器及方法。
背景技术
永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machine，PMSM)具有高功率密度和高效率的优点，被广泛应用于电动汽车、风力发电及伺服驱动等领域。但由于永磁同步电机使用了高矫顽力的稀土永磁体，气隙磁密难以调节，因而限制了电机的恒功率扩速性能。针对这一缺陷，一种可变磁通记忆电机(Variable Flux Memory Machine，VFMM)被提出，该类电机可以通过瞬时的电流脉冲产生磁动势，在线改变永磁体的磁化状态从而实现恒功率调速范围的拓宽，克服了传统PMSM气隙磁场难以调节的问题。
在VFMM控制系统中，转矩控制性能直接影响到调速系统的动态性能。在电机运行中，定子磁链观测被用于对电流环输出变量进行解耦，从而提高电机转矩控制的动态性能。但现有定子磁链观测方法依赖于时变的电机参数，使得定子磁链观测的准确性和动态性能受到限制。
发明内容
发明目的：本发明针对现有技术中定子磁链观测方法准确度低、动态跟随性能差以及参数依赖性的问题，提供一种带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测器及方法，以提高定子磁链观测准确性从而提高转矩控制的动态性能。
技术方案：本发明所述的带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测方法包括：
步骤一：采集记忆电机α、β轴定子电流iα、iβ，通过坐标变换得到d、q轴定子电流id、iq，并根据d、q轴定子电流id、iq采用定子磁链的电流模型计算d、q轴观测值
Figure BDA0002116886500000011
步骤二：根据电流积分输出值
Figure BDA0002116886500000012
和步骤一得到的d、q轴定子电流id、iq计算得到α、β轴观测误差
Figure BDA0002116886500000013
其中电流积分输出值
Figure BDA0002116886500000014
为矢量控制中电流环比例-积分调节器的积分项输出值；
步骤三：根据步骤一得到的d、q轴观测值
Figure BDA0002116886500000015
和步骤二得到的α、β轴观测误差
Figure BDA0002116886500000016
进行误差补偿，并根据定子磁链的电压模型计算得到定子α、β轴磁链观测值
Figure BDA0002116886500000021
进一步的，所述步骤一具体包括：
S1.1、采集记忆电机定子α、β轴电流iα、iβ，并经过αβ-dq坐标变换得到d、q轴电流id、iq；
S1.2、采集记忆电机转速ωm，并根据转速ωm在磁化状态查询表中查询当前磁化状态，得到对应的永磁磁链给定值
Figure BDA0002116886500000022
S1.3、根据d、q轴电流id、iq和永磁磁链给定值
Figure BDA0002116886500000023
按照以下公式计算得到d、q轴观测值
Figure BDA0002116886500000024
Figure BDA0002116886500000025
式中，
Figure BDA0002116886500000026
为电感矩阵，Ld、Lq分别为d、q轴电感。
进一步的，所述步骤二具体包括：
S2.1、将步骤一得到的d、q轴定子电流id、iq分别与d、q轴定子电流给定值
Figure BDA0002116886500000027
比较，并将差值输入矢量控制中电流环比例-积分调节器，取积分项输出值作为电流积分输出值
Figure BDA0002116886500000028
S2.2、根据d、q轴定子电流id、iq和电流积分输出值
Figure BDA0002116886500000029
按照以下公式计算得到d、q轴观测误差
Figure BDA00021168865000000210
Figure BDA00021168865000000211
式中，ωm为记忆电机转速，Rs为定子电阻；
S2.3、将d、q轴观测误差
Figure BDA00021168865000000212
经过dq-αβ坐标变换，得到α、β轴观测误差
Figure BDA00021168865000000213
进一步的，所述步骤三具体包括：
S3.1、将步骤一计算得到的d、q轴观测值
Figure BDA00021168865000000214
经过dq-αβ坐标变换得到α、β轴观测值
Figure BDA0002116886500000031
S3.2、将上一周期的α、β轴定子磁链观测结果
Figure BDA0002116886500000032
作为反馈量，根据α、β轴观测值
Figure BDA0002116886500000033
和观测误差
Figure BDA0002116886500000034
按照以下公式计算得到α、β轴前向补偿误差
Figure BDA0002116886500000035
Figure BDA0002116886500000036
S3.3、将α、β轴前向补偿误差
Figure BDA0002116886500000037
输入比例-积分调节器得到α、β轴综合误差εα、εβ；
S3.4、获取矢量控制中的α、β轴电压给定值
Figure BDA0002116886500000038
并按照下列公式计算得到α、β轴校正电动势eα、eβ：
Figure BDA0002116886500000039
式中，Rs为定子电阻；
S3.5、将α、β轴校正电动势eα、eβ输入积分器，得到定子磁链观测值
Figure BDA00021168865000000310
本发明所述的带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测器包括：
电流模型磁链观测值模块，用于将采集的记忆电机α、β轴定子电流iα、iβ通过坐标变换得到d、q轴定子电流id、iq，并根据d、q轴定子电流id、iq采用定子磁链的电流模型计算d、q轴观测值
Figure BDA00021168865000000311
观测误差获取模块，用于观测值获取模块得到的d、q轴的定子电流id、iq和矢量控制中电流环比例-积分调节器的积分项输出的电流积分输出值
Figure BDA00021168865000000312
计算得到α、β轴观测误差
Figure BDA00021168865000000313
电压模型磁链观测模块，用于根据观测值获取模块得到的d、q轴观测值
Figure BDA00021168865000000314
和观测误差获取模块得到的α、β轴观测误差
Figure BDA00021168865000000315
进行误差补偿，并根据定子磁链的电压模型计算得到定子α、β轴磁链观测值
Figure BDA00021168865000000316
进一步的，所述观测值获取模块具体包括：
αβ-dq坐标变换单元，用于将采集的记忆电机定子α、β轴电流iα、iβ，经过αβ-dq坐标变换得到d、q轴电流id、iq；
磁化状态查询单元，用于根据采集的记忆电机转速ωm在磁化状态查询表中查询当前磁化状态，得到对应的永磁磁链给定值
Figure BDA0002116886500000041
矩阵乘法器，用于将d、q轴电流id、iq与电感矩阵
Figure BDA0002116886500000042
相乘，其中，Ld、Lq分别为d、q轴电感；
加法器，用于将矩阵相乘单元的输出与永磁磁链给定值
Figure BDA0002116886500000043
相加，得到d、q轴观测值
Figure BDA0002116886500000044
Figure BDA0002116886500000045
进一步的，所述观测误差获取模块具体包括：
电流积分输出获取单元，用于获取矢量控制中电流环比例-积分调节器的积分项输出的电流积分输出值
Figure BDA0002116886500000046
所述电流环比例-积分调节器的输入为观测值获取模块得到的d、q轴定子电流id、iq分别与d、q轴定子电流给定值
Figure BDA0002116886500000047
比较后得到的差值；
观测误差计算单元，用于根据d、q轴定子电流id、iq和电流积分输出值
Figure BDA0002116886500000048
按照以下公式计算得到d、q轴观测误差
Figure BDA0002116886500000049
Figure BDA00021168865000000410
式中，ωm为记忆电机转速，Rs为定子电阻；
dq-αβ坐标变换单元，用于将d、q轴观测误差
Figure BDA00021168865000000411
经过dq-αβ坐标变换，得到α、β轴观测误差
Figure BDA00021168865000000412
进一步的，所述电压模型磁链观测模块具体包括：
dq-αβ坐标变换单元，用于将观测值获取模块计算得到的d、q轴观测值
Figure BDA0002116886500000051
经过dq-αβ坐标变换得到α、β轴观测值
Figure BDA0002116886500000052
第一加法器，用于将上一周期的α、β轴定子磁链观测结果
Figure BDA0002116886500000053
作为反馈量，与dq-αβ坐标变换单元得到的α、β轴观测值
Figure BDA0002116886500000054
和观测误差获取模块得到的观测误差
Figure BDA0002116886500000055
相加得到
Figure BDA0002116886500000056
Figure BDA0002116886500000057
比例-积分调节器，用于将第一加法器的输出值经过比例积分调节得到α、β轴综合误差εα、εβ；
矩阵乘法器，用于将观测值获取模块采集的记忆电机α、β轴定子电流iα、iβ与定子电阻矩阵
Figure BDA0002116886500000058
相乘；其中，Rs为定子电阻；
第二加法器，用于将矢量控制中的α、β轴电压给定值
Figure BDA0002116886500000059
与矩阵乘法器的输出相加；
第三加法器，用于将第二加法器的输出与比例-积分调节器输出的α、β轴综合误差εα、εβ相加得到α、β轴校正电动势eα、eβ：
Figure BDA00021168865000000510
积分器，用于将α、β轴误差补偿值eα、eβ进行积分运算，得到定子磁链观测值
Figure BDA00021168865000000511
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：
1、使用定子磁链观测器，可以实现d-q轴电流环的电压解耦控制，提高转矩控制的抗干扰能力。
2、相比于开环定子磁链观测器，本发明使用的闭环结构能够使观测结果更快收敛，提高定子磁链跟随的快速性。
3、相比于传统的定子磁链观测器，本发明方法不受电感与永磁磁链参数变化的影响，提高观测器的准确性。
4、相比于传统的定子磁链观测器，本发明方法对观测误差进行反馈，有利于减小定子磁链跟随的静态误差。
附图说明
图1是应用了本发明的记忆电机矢量控制系统图；
图2是图1中电压前馈解耦的流程图；
图3是本实施例提供的带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测方法的流程图；
图4是图3中观测误差计算的流程图。
具体实施方式
本实施例提供了一种带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测方法，图1是一种应用了本发明方法的记忆电机驱动系统，其工作原理为：记忆电机(VFMM)为控制对象，采用空间矢量调制技术(SVPWM)驱动，其实际转速ωm由编码器等转速传感器检测，作为转速环反馈变量，其定子三相电流ia、b、c由电流传感器检测，经过abc-αβ坐标变换得到αβ轴电流iα和iβ，再经过αβ-dq轴电流实际值id和iq，作为电流环反馈变量；转速给定
Figure BDA0002116886500000061
为系统的输入变量，与实际转速ωm进行比较并将产生的误差输入比例-积分(PI)调节器，得到q轴电流给定值
Figure BDA0002116886500000062
将
Figure BDA0002116886500000063
与q轴电流实际值iq进行比较并将产生的误差输入PI调节器，得到q轴电压参考值
Figure BDA0002116886500000064
和q轴电流积分输出值
Figure BDA0002116886500000065
d轴电流采取
Figure BDA0002116886500000066
控制策略，将
Figure BDA0002116886500000067
与d轴电流实际值id进行比较并将产生的误差输入PI调节器，得到d轴电压参考值
Figure BDA0002116886500000068
和d轴电流积分输出值
Figure BDA0002116886500000069
根据
Figure BDA00021168865000000610
iα和iβ采用本发明提出的定子磁链观测方法，即可得到定子磁链观测值
Figure BDA00021168865000000611
和
Figure BDA00021168865000000612
将
Figure BDA00021168865000000613
和
Figure BDA00021168865000000614
输入电压前馈解耦单元，得到α、β轴电压给定值
Figure BDA00021168865000000615
和
Figure BDA00021168865000000616
最后通过SVPWM调制驱动记忆电机运行；运行过程中，调磁控制单元根据实际转速ωm判断是否需要调磁操作，并在需要调磁操作时选择调磁电流给定值
Figure BDA00021168865000000617
叠加至
Figure BDA00021168865000000618
控制电流环的给定。
上述矢量控制中电压前馈解耦单元的原理为：
对d、q轴电压方程进行分析
Figure BDA0002116886500000071
其中ψd和ψq为分别为d、q轴定子磁链，ω为转速，由此可知电流环PI调节器输出的d、q轴电压参考值仍然在磁链关系上存在耦合，需要添加解耦控制提高电流控制的动态性能，对
Figure BDA0002116886500000072
和
Figure BDA0002116886500000073
做如下变换
Figure BDA0002116886500000074
式中
Figure BDA0002116886500000075
和
Figure BDA0002116886500000076
分别为d、q轴定子磁链观测值，由此可获得进一步解耦的d、q轴电压给定值。
电压前馈解耦的流程如图2所示，具体方法为：对α、β轴定子磁链观测值
Figure BDA0002116886500000077
和
Figure BDA0002116886500000078
进行αβ-dq坐标变换，得到d、q轴定子磁链观测值
Figure BDA0002116886500000079
和
Figure BDA00021168865000000710
再将
Figure BDA00021168865000000711
和
Figure BDA00021168865000000712
按照公式
Figure BDA00021168865000000713
进行计算，得到d、q轴电压给定值
Figure BDA00021168865000000714
和
Figure BDA00021168865000000715
再经过dq-αβ坐标变换得到α、β轴电压给定值
Figure BDA00021168865000000716
和
Figure BDA00021168865000000717
本实施例提供了一种带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测方法，如图3所示，其具体步骤为：
步骤一：采集记忆电机α、β轴定子电流iα、iβ，通过坐标系变换得到d、q轴定子电流id、iq，并根据d、q轴定子电流id、iq采用定子磁链的电流模型计算d、q轴观测值
Figure BDA00021168865000000718
该步骤具体包括：
S1.1、采集记忆电机定子α、β轴电流iα、iβ，并经过αβ-dq坐标变换得到d、q轴电流id、iq；
S1.2、采集记忆电机转速ωm，并根据转速ωm在磁化状态查询表中查询当前磁化状态，得到对应的永磁磁链给定值
Figure BDA00021168865000000719
S1.3、根据d、q轴电流id、iq和永磁磁链给定值
Figure BDA0002116886500000081
按照以下公式计算得到d、q轴观测值
Figure BDA0002116886500000082
Figure BDA0002116886500000083
式中，
Figure BDA0002116886500000084
为电感矩阵，Ld、Lq分别为d、q轴电感，可通过离线的实验或仿真计算等方法获得，也可通过参数辨识等方法在线获得，矩阵中的元素可为恒定值或以电流、转子位置等参数为自变量的函数。
步骤二：根据电流积分输出值
Figure BDA0002116886500000085
和步骤一得到的d、q轴定子电流id、iq计算得到α、β轴观测误差
Figure BDA0002116886500000086
其中电流积分输出值
Figure BDA0002116886500000087
为矢量控制中电流环比例-积分调节器的积分项输出值。
在矢量控制中，电流环PI调节器的输出为
Figure BDA0002116886500000088
其中kp_d和kp_q分别为d、q轴电流调节器比例系数，ki_d和ki_q分别为d、q轴电流调节器积分系数，
Figure BDA0002116886500000089
和
Figure BDA00021168865000000810
分别为d、q轴电压参考值，该参考值经过电压前馈解耦单元之后得到电压给定值，其表达式为
Figure BDA00021168865000000811
当电流调节达到稳态时，电流实际值将等于给定值，即
Figure BDA00021168865000000812
同时，电压也将等于公式(5)所描述的给定值，即
Figure BDA00021168865000000813
将公式(4)和(5)代入(7)中可得，
Figure BDA0002116886500000091
将公式(6)代入公式(8)可得
Figure BDA0002116886500000092
其中
Figure BDA0002116886500000093
和
Figure BDA0002116886500000094
为电流积分输出，代表电流误差的积分值，在电流误差达到0时该值仍存在；此时将公式(9)的等号左边用电机的电压方程展开为
Figure BDA0002116886500000095
其中
Figure BDA0002116886500000096
和
Figure BDA0002116886500000097
为d、q轴定子磁链实际值，将上式变形即可得到观测误差
Figure BDA0002116886500000098
因此，观测误差
Figure BDA0002116886500000099
的计算方法如图4所示，具体为：
S2.1、将步骤一得到的d、q轴定子电流id、iq分别与d、q轴定子电流给定值
Figure BDA00021168865000000910
比较，并将差值输入矢量控制中电流环比例-积分调节器，取积分项输出值作为电流积分输出值
Figure BDA00021168865000000911
S2.2、根据d、q轴定子电流id、iq和电流积分输出值
Figure BDA00021168865000000912
按照以下公式计算得到d、q轴观测误差
Figure BDA00021168865000000913
Figure BDA00021168865000000914
式中，ωm为记忆电机转速，Rs为定子电阻，可通过离线的实验或仿真计算等方法获得，也可通过参数辨识等方法在线获得，矩阵中的元素可为恒定值或以温度等参数为自变量的查询函数；
S2.3、将d、q轴观测误差
Figure BDA00021168865000000915
经过dq-αβ坐标变换，得到α、β轴观测误差
Figure BDA0002116886500000101
步骤三：根据步骤一得到的d、q轴观测值
Figure BDA0002116886500000102
和步骤二得到的α、β轴观测误差
Figure BDA0002116886500000103
进行误差补偿，并根据定子磁链的电压模型计算得到定子α、β轴磁链观测值
Figure BDA0002116886500000104
如图3所示，具体包括：
S3.1、将步骤一计算得到的d、q轴观测值
Figure BDA0002116886500000105
经过dq-αβ坐标变换得到α、β轴观测值
Figure BDA0002116886500000106
S3.2、将上一周期的α、β轴定子磁链观测结果
Figure BDA0002116886500000107
作为反馈量，根据α、β轴观测值
Figure BDA0002116886500000108
和观测误差
Figure BDA0002116886500000109
按照以下公式计算得到相邻两周期的α、β轴前向补偿误差
Figure BDA00021168865000001010
Figure BDA00021168865000001011
S3.3、将α、β轴前向补偿误差
Figure BDA00021168865000001012
输入比例-积分调节器得到α、β轴综合误差εα、εβ；
S3.4、获取矢量控制中的α、β轴电压给定值
Figure BDA00021168865000001013
并按照下列公式计算得到α、β轴校正电动势eα、eβ：
Figure BDA00021168865000001014
式中，Rs为定子电阻；
S3.5、将α、β轴校正电动势eα、eβ输入积分器，得到定子磁链观测值
Figure BDA00021168865000001015
本实施例还提供了一种带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测器，其应用、工作原理、具体架构都与上述方法一一对应，因此，下面的描述不再赘述其他相似部分。本实施例的磁链观测器包括：
电流模型磁链观测获取模块，用于将采集的记忆电机α、β轴定子电流iα、iβ通过坐标系转换得到d、q轴定子电流id、iq，并根据d、q轴定子电流id、iq采用定子磁链的电流模型计算d、q轴观测值
Figure BDA0002116886500000111
观测误差获取模块，用于观测值获取模块得到的d、q轴的定子电流id、iq和矢量控制中电流环比例-积分调节器的积分项输出的电流积分输出值
Figure BDA0002116886500000112
计算得到α、β轴观测误差
Figure BDA0002116886500000113
电压模型磁链观测模块，用于根据观测值获取模块得到的d、q轴观测值
Figure BDA0002116886500000114
和观测误差获取模块得到的α、β轴观测误差
Figure BDA0002116886500000115
进行误差补偿，并根据定子磁链的电压模型计算得到定子α、β轴磁链观测值
Figure BDA0002116886500000116
其中，如图3所示，所述观测值获取模块具体包括：
αβ-dq坐标变换单元，用于将采集的记忆电机定子α、β轴电流iα、iβ，经过αβ-dq坐标变换得到d、q轴电流id、iq；
磁化状态查询单元，用于根据采集的记忆电机转速ωm在磁化状态查询表中查询当前磁化状态，得到对应的永磁磁链给定值
Figure BDA0002116886500000117
矩阵乘法器，用于将d、q轴电流id、iq与电感矩阵
Figure BDA0002116886500000118
相乘，其中，Ld、Lq分别为d、q轴电感；
加法器，用于将矩阵乘法器的输出与永磁磁链给定值
Figure BDA0002116886500000119
相加，得到d、q轴观测值
Figure BDA00021168865000001110
Figure BDA00021168865000001111
其中，如图1、3所示，所述观测误差获取模块具体包括：
电流积分输出获取单元，用于获取矢量控制中电流环比例-积分调节器的积分项输出的电流积分输出值
Figure BDA00021168865000001112
所述电流环比例-积分调节器的输入为观测值获取模块得到的d、q轴定子电流id、iq分别与d、q轴定子电流给定值
Figure BDA00021168865000001113
比较后得到的差值；
观测误差计算单元，如图4所示，用于根据d、q轴定子电流id、iq和电流积分输出值
Figure BDA0002116886500000121
按照以下公式计算得到d、q轴观测误差
Figure BDA0002116886500000122
Figure BDA0002116886500000123
式中，ωm为记忆电机转速，Rs为定子电阻；
dq-αβ坐标变换单元，用于将d、q轴观测误差
Figure BDA0002116886500000124
经过dq-αβ坐标变换，得到α、β轴观测误差
Figure BDA0002116886500000125
其中，如图3所示，所述电压模型磁链观测模块具体包括：
dq-αβ坐标变换单元，用于将观测值获取模块计算得到的d、q轴观测值
Figure BDA0002116886500000126
经过dq-αβ坐标变换得到α、β轴观测值
Figure BDA0002116886500000127
第一加法器，用于将上一周期的α、β轴定子磁链观测结果
Figure BDA0002116886500000128
作为反馈量，与dq-αβ坐标变换单元得到的α、β轴观测值
Figure BDA0002116886500000129
和观测误差获取模块得到的观测误差
Figure BDA00021168865000001210
相加得到
Figure BDA00021168865000001211
Figure BDA00021168865000001212
比例-积分调节器，用于将第一加法器的输出值经过比例积分调节得到α、β轴综合误差εα、εβ；
矩阵乘法器，用于将观测值获取模块采集的记忆电机α、β轴定子电流iα、iβ与定子电阻矩阵
Figure BDA00021168865000001213
相乘；其中，Rs为定子电阻；
第二加法器，用于将矢量控制中的α、β轴电压给定值
Figure BDA00021168865000001214
与矩阵相乘器的输出相加；
第三加法器，用于将第二加法器的输出与比例-积分调节器输出的α、β轴综合误差εα、εβ相加得到α、β轴校正电动势eα、eβ：
Figure BDA00021168865000001215
积分器，用于将α、β轴校正电动势eα、eβ做积分运算，得到定子磁链观测值
Figure BDA00021168865000001216
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测方法，其特征在于包括：
步骤一：采集记忆电机α、β轴定子电流iα、iβ，通过坐标变换得到d、q轴定子电流id、iq，并根据d、q轴定子电流id、iq采用定子磁链的电流模型计算d、q轴观测值
Figure FDA0002899338020000011
步骤二：根据电流积分输出值
Figure FDA0002899338020000012
和步骤一得到的d、q轴定子电流id、iq计算得到α、β轴观测误差
Figure FDA0002899338020000013
其中电流积分输出值
Figure FDA0002899338020000014
为矢量控制中电流环比例-积分调节器的积分项输出值；
步骤三：根据步骤一得到的d、q轴观测值
Figure FDA0002899338020000015
和步骤二得到的α、β轴观测误差
Figure FDA0002899338020000016
进行误差补偿，并根据定子磁链的电压模型计算得到定子α、β轴磁链观测值
Figure FDA0002899338020000017
步骤三具体包括：
S3.1、将步骤一计算得到的d、q轴观测值
Figure FDA0002899338020000018
经过dq-αβ坐标变换得到α、β轴观测值
Figure FDA0002899338020000019
S3.2、将上一周期的α、β轴定子磁链观测结果
Figure FDA00028993380200000110
作为反馈量，根据α、β轴观测值
Figure FDA00028993380200000111
和观测误差
Figure FDA00028993380200000112
按照以下公式计算得到α、β轴前向补偿误差
Figure FDA00028993380200000113
Figure FDA00028993380200000114
S3.3、将α、β轴前向补偿误差
Figure FDA00028993380200000115
输入比例-积分调节器得到α、β轴综合误差εα、εβ；
S3.4、获取矢量控制中的α、β轴电压给定值
Figure FDA00028993380200000116
并按照下列公式计算得到α、β轴校正电动势eα、eβ：
Figure FDA00028993380200000117
式中，Rs为定子电阻；
S3.5、将α、β轴校正电动势eα、eβ输入积分器，得到定子磁链观测值
Figure FDA0002899338020000021
2.根据权利要求1所述的带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测方法，其特征在于：所述步骤一具体包括：
S1.1、采集记忆电机定子α、β轴电流iα、iβ，并经过αβ-dq坐标变换得到d、q轴电流id、iq；
S1.2、采集记忆电机转速ωm，并根据转速ωm在磁化状态查询表中查询当前磁化状态，得到对应的永磁磁链给定值
Figure FDA0002899338020000022
S1.3、根据d、q轴电流id、iq和永磁磁链给定值
Figure FDA0002899338020000023
按照以下公式计算得到d、q轴观测值
Figure FDA0002899338020000024
Figure FDA0002899338020000025
式中，
Figure FDA0002899338020000026
为电感矩阵，Ld、Lq分别为d、q轴电感。
3.根据权利要求1所述的带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测方法，其特征在于：所述步骤二具体包括：
S2.1、将步骤一得到的d、q轴定子电流id、iq分别与d、q轴定子电流给定值
Figure FDA0002899338020000027
比较，并将差值输入矢量控制中电流环比例-积分调节器，取积分项输出值作为电流积分输出值
Figure FDA0002899338020000028
S2.2、根据d、q轴定子电流id、iq和电流积分输出值
Figure FDA0002899338020000029
按照以下公式计算得到d、q轴观测误差
Figure FDA00028993380200000210
Figure FDA00028993380200000211
式中，ωm为记忆电机转速，Rs为定子电阻；
S2.3、将d、q轴观测误差
Figure FDA00028993380200000212
经过dq-αβ坐标变换，得到α、β轴观测误差
Figure FDA0002899338020000031
4.一种带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测器，其特征在于包括：
电流模型磁链观测模块，用于将采集的记忆电机α、β轴定子电流iα、iβ通过坐标变换得到d、q轴定子电流id、iq，并根据d、q轴定子电流id、iq采用定子磁链的电流模型计算d、q轴观测值
Figure FDA0002899338020000032
观测误差获取模块，用于观测值获取模块得到的d、q轴的定子电流id、iq和矢量控制中电流环比例-积分调节器的积分项输出的电流积分输出值
Figure FDA0002899338020000033
计算得到α、β轴观测误差
Figure FDA0002899338020000034
电压模型磁链观测模块，用于根据观测值获取模块得到的d、q轴观测值
Figure FDA0002899338020000035
和观测误差获取模块得到的α、β轴观测误差
Figure FDA0002899338020000036
进行误差补偿，并根据定子磁链的电压模型计算得到定子α、β轴磁链观测值
Figure FDA0002899338020000037
所述电压模型磁链观测模块具体包括：
dq-αβ坐标变换单元，用于将观测值获取模块计算得到的d、q轴观测值
Figure FDA0002899338020000038
经过dq-αβ坐标变换得到α、β轴观测值
Figure FDA0002899338020000039
第一加法器，用于将上一周期的α、β轴定子磁链观测结果
Figure FDA00028993380200000310
作为反馈量，与dq-αβ坐标变换单元得到的α、β轴观测值
Figure FDA00028993380200000311
和观测误差获取模块得到的观测误差
Figure FDA00028993380200000312
相加得到
Figure FDA00028993380200000313
Figure FDA00028993380200000314
比例-积分调节器，用于将第一加法器的输出值经过比例积分调节得到α、β轴综合误差εα、εβ；
矩阵乘法器，用于将观测值获取模块采集的记忆电机α、β轴定子电流iα、iβ与定子电阻矩阵
Figure FDA00028993380200000315
相乘；其中，Rs为定子电阻；
第二加法器，用于将矢量控制中的α、β轴电压给定值
Figure FDA0002899338020000041
与矩阵相乘器的输出相加；
第三加法器，用于将第二加法器的输出与比例-积分调节器输出的α、β轴综合误差εα、εβ相加得到α、β轴校正电动势eα、eβ：
Figure FDA0002899338020000042
积分器，用于将α、β轴校正电动势eα、eβ做积分运算，得到定子磁链观测值
Figure FDA0002899338020000043
5.根据权利要求4所述的带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测器，其特征在于：所述电流模型磁链观测模块具体包括：
αβ-dq坐标变换单元，用于将采集的记忆电机定子α、β轴电流iα、iβ，经过αβ-dq坐标变换得到d、q轴电流id、iq；
磁化状态查询单元，用于根据采集的记忆电机转速ωm在磁化状态查询表中查询当前磁化状态，得到对应的永磁磁链给定值
Figure FDA0002899338020000044
矩阵乘法器，用于将d、q轴电流id、iq与电感矩阵
Figure FDA0002899338020000045
相乘，其中，Ld、Lq分别为d、q轴电感；
加法器，用于将矩阵乘法器的输出与永磁磁链给定值
Figure FDA0002899338020000046
相加，得到d、q轴观测值
Figure FDA0002899338020000047
Figure FDA0002899338020000048
6.根据权利要求4所述的带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测器，其特征在于：所述观测误差获取模块具体包括：
电流积分输出获取单元，用于获取矢量控制中电流环比例-积分调节器的积分项输出的电流积分输出值
Figure FDA0002899338020000049
所述电流环比例-积分调节器的输入为观测值获取模块得到的d、q轴定子电流id、iq分别与d、q轴定子电流给定值
Figure FDA00028993380200000410
比较后得到的差值；
观测误差计算单元，用于根据d、q轴定子电流id、iq和电流积分输出值
Figure FDA0002899338020000055
按照以下公式计算得到d、q轴观测误差
Figure FDA0002899338020000051
Figure FDA0002899338020000052
式中，ωm为记忆电机转速，Rs为定子电阻；
dq-αβ坐标变换单元，用于将d、q轴观测误差
Figure FDA0002899338020000053
经过dq-αβ坐标变换，得到α、β轴观测误差
Figure FDA0002899338020000054
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