CN111756286A - 一种高性能鲁棒永磁同步轮毂电机复合控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电动汽车用的高性能鲁棒永磁同步轮毂电机复合控制器，由轮毂电机电压反馈控制器、电压补偿模块、后验约束模块、2r/2s坐标变换模块、3s/2s坐标变换模块、抗迟滞转子位置和速度观测模块、负载转矩估计模块组成，后验约束模块输出端串联2r/2s坐标变换模块后再连接包括有永磁同步轮毂电机的轮毂电机控制系统输入端，轮毂电机控制系统输出端经3s/2s坐标变换模块连接抗迟滞转子位置和速度观测模块输入端，后验约束模块为控制信号提供下个周期状态变量的允许值，电压补偿器改善由于温升或者外部原因导致的电感、电阻和永磁体磁链等电磁参数的失配导致的控制性能下降，负载扰动观测器实现由于机械参数变化导致的外部负载变化的观测。

Description

一种高性能鲁棒永磁同步轮毂电机复合控制器

技术领域

本发明属于电机驱动控制技术领域，特别涉及一种电动汽车用的永磁同步轮毂电机的控制器，用于对永磁同步轮毂电机进行高性能控制。

背景技术

随汽车持有量的不断增加，能源短缺和环境污染问题日益突出，汽车节能减排的问题得到重视，电动汽车得到大力的发展。不同于传统的内转子电机通过传动系来带动整个电动汽车，轮毂电机能够避免使用传统内燃机上的离合器、变速器等一系列机械零件，将驱动、传动和制动装置都整合到轮毂内，底盘结构大大简化，有着更好的空间利用率，轮毂电机也更容易实现制动能量回收。随着高性能永磁材料的发现，永磁同步电机以其高效率、高功率密度、高可靠性等优点而普遍用于各类汽车上。

永磁同步轮毂电机的工作情况复杂，温度、湿度或其他外部原因都会导致电磁参数和机械参数失配从而影响电机的抗干扰能力。传统的控制策略中使用的位置或速度传感器不仅增加了成本，还可能发生故障甚至损坏。因此，同时考虑参数失配问题和无传感器控制，提高控制鲁棒性的研究是十分必要。

中国专利申请号为201811083677.0、名称为“一种无位置传感器的永磁同步电机复合控制系统”文献中公开的复合控制系统，是针对用于永磁同步电机无传感器的复合控制，在速度环控制中并联了PI调节器和重复控制器，整个控制系统需要对多个PI控制器的参数进行整定，实际应用中会带来很大的工作量，而且PI控制的固有缺陷将限制系统的动态特性，同时，该复合控制系统并未考虑到电机实时参数失配对控制精度的影响，例如电感、电阻和永磁体磁链变化导致的电磁参数失配问题以及负载转矩、转动惯量和粘滞摩擦系数变化导致的机械参数失配问题，鲁棒性差，永磁同步电机的工作环境复杂，外界存在的很多不确定因素和干扰将会导致电机参数的变化进而导致控制器的控制性能下降。

发明内容

本发明的目的是针对现有永磁同步轮毂电机存在的由于温度、湿度或其他外部原因导致的电磁参数失配和机械参数失配从而影响控制性能的缺陷，提出一种能有效提高系统控制精度和鲁棒性能的高性能鲁棒永磁同步轮毂电机复合控制器。

本发明一种高性能鲁棒永磁同步轮毂电机复合控制器采用的技术方案是：其由轮毂电机电压反馈控制器、电压补偿模块、后验约束模块、2r/2s坐标变换模块、3s/2s坐标变换模块、抗迟滞转子位置和速度观测模块、负载转矩估计模块组成；后验约束模块的输出端串联2r/2s坐标变换模块后再连接于包括有永磁同步轮毂电机的轮毂电机控制系统的输入端，轮毂电机控制系统的输出端经3s/2s坐标变换模块连接抗迟滞转子位置和速度观测模块的输入端，轮毂电机控制系统输出三相静止坐标系下的控制电流i_a(k)、i_b(k)和i_c(k)至3s/2s坐标变换模块中，3s/2s坐标变换模块输出基波电流i_α(k)和i_β(k)至抗迟滞转子位置和速度观测模块中，抗迟滞转子位置和速度观测模块的输出端分别连接轮毂电机电压反馈控制器、电压补偿模块、2r/2s坐标变换模块、负载转矩估计模块的输入端，负载转矩估计模块的输出端连接轮毂电机电压反馈控制器的输入端，轮毂电机电压反馈控制器和电压补偿模块的输出端连接后验约束模块的输入端；抗迟滞转子位置和速度观测模块输出转子角度θ(k)、转子实际角速度ω(k)以及电流i_d(k)和i_q(k)，所述的电流i_d(k)和i_q(k)以及转子实际角速度ω(k)分别输入至轮毂电机电压反馈控制器、电压补偿模块中，参考角速度ω^*(k)输入至轮毂电机电压反馈控制器中，所述的电流i_q(k)和转子实际角速度ω(k)输入至负载转矩估计模块中，负载转矩估计模块输出负载扰动

至轮毂电机电压反馈控制器中，所述的转子角度θ(k)输入至2r/2s坐标变换模块中；轮毂电机电压反馈控制器输出两相旋转坐标系控制电压u_d(k)、u_q(k)到后验约束模块中，电压补偿模块输出扰动估计值

和

到后验约束模块中，后验约束模块输出参考电压

到2r/2s坐标变换模块中，2r/2s坐标变换模块输出参考电压

到包括有永磁同步轮毂电机的轮毂电机控制系统中。

本发明的有益效果是：

1、通过转子位置和速度观测模块，实现对电机位置角度和转子速度的精度估算，从而克服了传统控制方法中安装位置传感器造成成本增加以及驱动系统复杂等缺点。与传统的控制方法相比，该控制方法高效直接，避免了系统延迟、抖振等缺陷。

2、通过线性的电压反馈控制器替代传统的串联闭环控制系统，同时后验约束模块为控制信号提供下个周期状态变量的允许值，克服了传统无约束状态反馈控制系统动态性能低的局限性，从而避免了串联闭环系统的缺陷，提高系统的控制精度。

3、通过电压补偿器，改善由于温升或者外部原因导致的电感、电阻和永磁体磁链等电磁参数的失配导致的控制性能的下降。同时，通过负载扰动观测器，实现了由于机械参数变化导致的外部负载变化的观测，提高了系统的抗干扰能力，从而实现了永磁同步轮毂电机的高性能鲁棒复合控制。

4.通过基于双曲线函数的抗迟滞转子位置和速度观测模块，改善传统的基于符号函数的转子位置和速度观测器中低通滤波器给系统带来不可避免的相位延迟。

5.该复合控制器所需控制变量和输入变量均为易测变量，且只需通过模块化软件编程便能够实现该控制器的控制算法，具有可行性。

附图说明

图1是本发明一种高性能鲁棒永磁同步轮毂电机复合控制器的结构框图；

图2是图1中轮毂电机控制系统5的结构框图；

图3是图1中抗迟滞转子位置和速度观测模块7的结构框图；

图4是图1中负载转矩估计模块8的结构框图；

图5是图1中轮毂电机电压反馈控制器1的结构框图。

图中：1.轮毂电机电压反馈控制器；2.电压补偿模块；3.后验约束模块；4.2r/2s坐标变换模块；5.轮毂电机控制系统；6.3s/2s坐标变换模块；7.抗迟滞转子位置和速度观测模块；8.负载转矩估计模块；11.参考电流计算模块；12.电压反馈控制器；51.电压矢量脉宽调制模块；52.逆变器模块；53.永磁同步轮毂电机；71.基于双曲线函数的滑模位置观测器；72.2s/2r坐标变换模块；81.电磁转矩计算模块；82.机械惯性模块；83.转速误差计算模块；84.信号输出模块；85.积分模块。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种高性能鲁棒永磁同步轮毂电机复合控制器由轮毂电机电压反馈控制器1、电压补偿模块2、后验约束模块3、2r/2s坐标变换模块4、3s/2s坐标变换模块6、抗迟滞转子位置和速度观测模块7、负载转矩估计模块8组成，对包括有永磁同步轮毂电机的轮毂电机控制系统5进行复合控制。

轮毂电机控制系统5的输出端连接3s/2s坐标变换模块6的输入端，3s/2s坐标变换模块6的输出端连接抗迟滞转子位置和速度观测模块7的输入端。轮毂电机控制系统5输出三相静止坐标系下的控制电流i_a(k)、i_b(k)和i_c(k)至3s/2s坐标变换模块6中，3s/2s坐标变换模块6将控制电流i_a(k)、i_b(k)和i_c(k)变换为两相静止坐标系下的基波电流i_α(k)和i_β(k)，该两相静止坐标系下的基波电流i_α(k)和i_β(k)输入至抗迟滞转子位置和速度观测模块7中，作为抗迟滞转子位置和速度观测模块7的两个输入。

抗迟滞转子位置和速度观测模块7的输出端分别连接轮毂电机电压反馈控制器1、电压补偿模块2、2r/2s坐标变换模块4、负载转矩估计模块8的输入端。负载转矩估计模块8的输出端连接轮毂电机电压反馈控制器1的输入端。轮毂电机电压反馈控制器1和电压补偿模块2的输出端共同连接后验约束模块3的输入端，后验约束模块3的输出端串联2r/2s坐标变换模块4后再连接于轮毂电机控制系统5的输入端。

抗迟滞转子位置和速度观测模块7对输入的基波电流i_α(k)和i_β(k)进行处理，输出电机的转子角度θ(k)、转子实际角速度ω(k)以及两相旋转坐标系下的电流i_d(k)和i_q(k)。其中，仅将电流i_d(k)和i_q(k)以及转子实际角速度ω(k)分别输入至轮毂电机电压反馈控制器1、电压补偿模块2中，分别作为轮毂电机电压反馈控制器1、电压补偿模块2的第一、第二、第三个输入。同时将电机参考角速度ω^*(k)输入至轮毂电机电压反馈控制器1中，电机参考角速度ω^*(k)作为轮毂电机电压反馈控制器1的第四个输入。

抗迟滞转子位置和速度观测模块7仅将电流i_q(k)和转子实际角速度ω(k)输入至负载转矩估计模块8中，作为负载转矩估计模块8的第一、第二个输入，负载转矩估计模块8对电流i_q(k)和转子实际角速度ω(k)处理，估计出电机的负载扰动

该负载扰动

输入至轮毂电机电压反馈控制器1中，作为轮毂电机电压反馈控制器1的第五个输入。

抗迟滞转子位置和速度观测模块7仅将转子角度θ(k)输入至2r/2s坐标变换模块4中，转子角度θ(k)作为2r/2s坐标变换模块4的第一个输入。

轮毂电机电压反馈控制器1输出两相旋转坐标系控制电压u_d(k)、u_q(k)，该控制电压u_d(k)和u_q(k)输入到后验约束模块3中，分别作为后验约束模块3的第一、第二个输入。电压补偿模块2输出扰动估计值

和

该扰动估计值

输入到后验约束模块3中，分别作为后验约束模块3的第三、第四个输入。

后验约束模块3对四个输入进行处理后输出两相旋转坐标系下的参考电压

该参考电压

输入到2r/2s坐标变换模块4中，分别作为2r/2s坐标变换模块4的第二、第三个输入。

2r/2s坐标变换模块4对输入的转子角度θ(k)、参考电压

进行处理，输出两相静止坐标系的参考电压

该参考电压

输入到包括有永磁同步轮毂电机的轮毂电机控制系统5中，控制永磁同步轮毂电机。

参见图2所示的轮毂电机控制系统5，其由电压矢量脉宽调制模块51、逆变器模块52和永磁同步轮毂电机53依次串联组成。两相静止坐标系下的参考电压

和

作为电压矢量脉宽调制模块51的输入，电压矢量脉宽调制模块51输出产生的开关脉冲信号S_A、S_B、S_C，逆变器模块52以开关脉冲信号S_A、S_B、S_C作为输入，输出三相静止坐标系下的控制电流i_a(k)、i_b(k)和i_c(k)，以控制永磁同步轮毂电机53。

参见图3所示的抗迟滞转子位置和速度观测模块7，其由基于双曲线函数的滑模位置观测器71和2s/2r坐标变换模块72组成。两相静止坐标系下的基波电流i_α(k)和i_β(k)分别作为基于双曲线函数的滑模位置观测器71和2s/2r坐标变换模块72的输入，基于双曲线函数的滑模位置观测器71输出为电机的转子角度θ(k)和转子实际角速度ω(k)。其中的转子实际角速度ω(k)直接输出到外部，而转子角度θ(k)分别输入至2s/2r坐标变换模块72中和外部的2r/2s坐标变换模块4中。2s/2r坐标变换模块72对输入的转子角度θ(k)、基波电流i_α(k)和i_β(k)进入处理，输出两相旋转坐标系下的电流i_d(k)和i_q(k)，该电流i_d(k)、i_q(k)与转子角度θ(k)、转子实际角速度ω(k)共同作为抗迟滞转子位置和速度观测模块7的四个输出。其中基于双曲线函数的滑模位置观测器71输出的转子角度θ(k)和转子实际角速度ω(k)的表达式为：

其中：u_α(k)和u_β(k)为两相静止坐标系下的电压，i_α(k)和i_β(k)为两相静止坐标系下的电流，

和

为两相静止坐标系下的观测电流，

和

为两相静止坐标系下的反电动势，K_s为基于双曲线函数的滑模位置观测器71的增益矩阵，

为设计的抗迟滞的双曲线函数，其中m为正常数来调节函数的边界层。

参见图4所示的负载转矩估计模块8，其以电机的实际角速度ω(k)和两相旋转坐标系下的电流i_q(k)作为输入，其输出为负载扰动

负载转矩估计模块8由依次串联的电磁转矩计算模块81、机械惯性模块82、转速误差计算模块83、信号输出模块84和积分模块85构成，信号输出模块84和积分模块85的输出端还分别连接机械惯性模块82的输入端。其中，电磁转矩计算模块81的输入为电流i_q(k)，输出为电机的电磁转矩T_e(k)，该电磁转矩T_e(k)输入到机械惯性模块82中。电磁转矩模块81的表达式为

式中：T_e(k)为电磁转矩，p为永磁体对数，ψ_f为永磁体磁链，i_q(k)为两相旋转坐标系下q轴的电流。

机械惯性模块82有三个输入，第一个输入为电磁转矩计算模块81的电磁转矩T_e(k)，第二个输入为信号输出模块84输出的扰动信号U_smo(k)，第三个输入为积分模块85输出的负载扰动

机械惯性模块82输出为速度估计值

该输入至转速误差计算模块83中。速度估计值

的表达式为，

式中：J₀为转动惯量，B₀为粘滞摩擦系数，U_smo(k)为扰动信号，

为负载扰动，

为速度估计值。

转速误差计算模块83的输入有两个，分别为速度估计值

和外部的抗迟滞转子位置和速度观测模块7输入的转子实际角速度ω(k)，转速误差计算模块83的输出为转速差e_ω(k)：

转速差e_ω(k)输入到信号输出模块84中，信号输出模块84输出为扰动信号U_smo(k)，该扰动信号U_smo(k)分别输入到积分模块85和机械惯性模块82中：

U_smo(k)＝η·sgn(S) (11)

式中：η是一个负的系数，S为滑模面，且

积分模块85输入为扰动信号U_smo(k)，输出为负载扰动

也是负载转矩估计模块8的输出，负载扰动为

的输入输出关系为：

式中：U_smo(k)为扰动信号，

为负载扰动，m_smo为滑模参数。

参见图5所示的轮毂电机电压反馈控制器1，其以电流i_d(k)、i_q(k)、转子实际角速度ω(k)、参考角速度ω^*(k)、负载扰动

为五个输入，以两相旋转坐标系控制电压u_d(k)和u_q(k)为两个输出。轮毂电机电压反馈控制器1由参考电流计算模块11和电压反馈控制器12两部分串联组成，参考电流计算模块11的输出端连接电压反馈控制器12的输入端。参考电流计算模块11以负载扰动

作为输入，输出为两相旋转坐标系下的参考电流

和

其表达式为：

式中：k为离散采样指数，p为电机的永磁体对数，ψ_f为永磁体磁链，L_d、L_q分别为d、q轴的电感，对于表贴式电机，L_d＝L_q。本申请针对表贴式永磁同步轮毂电机，即采用

的控制策略(L＝L_d＝L_q)。

参考电流计算模块11输出的参考电流

和

输入至电压反馈控制器12中，作为电压反馈控制器12的第五个、第六个输入。电压反馈控制器12的第一、第二、第三个输入分别是抗迟滞转子位置和速度观测模块7输出的转子实际角速度ω(k)、两相旋转坐标系下的电流i_d(k)、i_q(k)，第五个输入是电机参考角速度ω^*(k)。电压反馈控制器12对这六个输入进行处理，得到两相旋转坐标系下的电压u_d(k)、u_q(k)。电压u_d(k)、u_q(k)的表达式为：

式中：

和

为两相旋转坐标系下的参考电流，M_2×3为电压反馈控制器12的增益系数矩阵。

电压补偿模块2以电机实际角速度ω(k)以及两相旋转坐标系下的电流i_d(k)和i_q(k)作为输入，其输出为扰动估计值

和

分别补偿到轮毂电机电压反馈控制器1输出的电压u_d(k)和u_q(k)上，其表达式为：

其中：ΔL为电感误差，ΔR为电阻误差，Δψ_f为永磁体磁链误差，L为电感误差，R为电阻误差，ψ_f为永磁体磁链误差，

和

分别为两相旋转坐标系下的扰动估计值，i_d(k)和i_q(k)为两相旋转坐标系下的电流，

和

为两相旋转坐标系下的参考电流。

电压反馈控制器12输出的两相旋转坐标系下的电压u_d(k)、u_q(k)输入到后验约束模块3中，电压补偿模块2输出的扰动估计值

和

也输入到后验约束模块3中，。后验约束模块3对输入的电压u_d(k)、u_q(k)以及扰动估计值

和

这四个输入进行处理，得到两相旋转坐标系下的参考电压

和

其表达式为：

式中：反电动势e_q(k)＝pω(k)(L_si_d(k)+ψ_f)，

u_up(k)为电压值的上限，u_down(k)为电压值的下限，T_s为采样周期，R为电阻，L为电感，i_d(k)为第K个周期的d轴电流i_q(k)为第K个周期的q轴电流，i_q(k+1)为第K+1个周期的q轴电流，ω(k)为转子角速度，p为永磁体对数，ψ_f为永磁体磁链。

轮毂电机电压反馈控制器1与电压补偿模块2并联到后验约束模块3的输入端，后验约束模块3输出的两相旋转坐标系的参考电压

和

经2r/2s坐标变换模块4转变为两相静止坐标系的参考电压

和

再与轮毂电机控制系统5、3s/2s坐标变换模块6、抗迟滞转子位置和速度观测模块7串联最终构成本发明鲁棒性能高的永磁同步轮毂电机复合控制器。该永磁同步轮毂电机复合控制器采用轮毂电机电压反馈控制器1替代了传统的串联闭环控制系统，从而避免了串联闭环系统的缺陷，提高了系统的控制精度。采用电压补偿模块2补偿了由于温升或者其他原因造成的电感、电阻和永磁体磁链失配导致的误差。采用后验约束模块3利用电机电压方程模型计算控制信号的边界值，为控制信号提供下个周期状态变量的允许值，克服传统无约束状态反馈控制系统动态性能低的局限性。采用抗迟滞转子位置和速度观测器7克服传统控制方法中安装位置传感器造成系统噪声、成本增加以及驱动系统复杂等缺点，同时也避免传统的无传感器控制中基于符号函数的滑模观测器中低通滤波器导致的相位延迟。采用负载转矩估计模块8改善系统机械参数变化造成的负载扰动对控制性能的影响。同时线性约束状态反馈控制器替代传统的串联闭环控制，同时用转子位置和速度观测器代替传感器，并且通过电压补偿和负载扰动观测考虑系统各类参数变化的影响，最终控制精度的提高和控制结构的改善，实现了高性能鲁棒永磁同步轮毂电机复合控制。

Claims (7)

1.一种鲁棒性能高的永磁同步轮毂电机复合控制器，其特征是：其由轮毂电机电压反馈控制器(1)、电压补偿模块(2)、后验约束模块(3)、2r/2s坐标变换模块(4)、3s/2s坐标变换模块(6)、抗迟滞转子位置和速度观测模块(7)、负载转矩估计模块(8)组成；后验约束模块(3)的输出端串联2r/2s坐标变换模块(4)后再连接于包括有永磁同步轮毂电机的轮毂电机控制系统(5)的输入端，轮毂电机控制系统(5)的输出端经3s/2s坐标变换模块(6)连接抗迟滞转子位置和速度观测模块(7)的输入端，轮毂电机控制系统(5)输出三相静止坐标系下的控制电流i_a(k)、i_b(k)和i_c(k)至3s/2s坐标变换模块(6)中，3s/2s坐标变换模块(6)输出基波电流i_α(k)和i_β(k)至抗迟滞转子位置和速度观测模块(7)中，抗迟滞转子位置和速度观测模块(7)的输出端分别连接轮毂电机电压反馈控制器(1)、电压补偿模块(2)、2r/2s坐标变换模块(4)、负载转矩估计模块(8)的输入端，负载转矩估计模块(8)的输出端连接轮毂电机电压反馈控制器(1)的输入端，轮毂电机电压反馈控制器(1)和电压补偿模块(2)的输出端连接后验约束模块(3)的输入端；抗迟滞转子位置和速度观测模块(7)输出转子角度θ(k)、转子实际角速度ω(k)以及电流i_d(k)和i_q(k)，所述的电流i_d(k)和i_q(k)以及转子实际角速度ω(k)分别输入至轮毂电机电压反馈控制器(1)、电压补偿模块(2)中，参考角速度ω^*(k)输入至轮毂电机电压反馈控制器(1)中，所述的电流i_q(k)和转子实际角速度ω(k)输入至负载转矩估计模块(8)中，负载转矩估计模块(8)输出负载扰动

至轮毂电机电压反馈控制器(1)中，所述的转子角度θ(k)输入至2r/2s坐标变换模块(4)中；轮毂电机电压反馈控制器(1)输出两相旋转坐标系控制电压u_d(k)、u_q(k)到后验约束模块(3)中，电压补偿模块(2)输出扰动估计值

和

到后验约束模块(3)中，后验约束模块(3)输出参考电压

到2r/2s坐标变换模块(4)中，2r/2s坐标变换模块(4)输出参考电压

到包括有永磁同步轮毂电机的轮毂电机控制系统(5)中。

2.根据权利要求1所述的一种鲁棒性能高的永磁同步轮毂电机复合控制器，其特征是：所述的抗迟滞转子位置和速度观测模块(7)由基于双曲线函数的滑模位置观测器(71)和2s/2r坐标变换模块(72)组成，基波电流i_α(k)和i_β(k)分别作为基于双曲线函数的滑模位置观测器(71)和2s/2r坐标变换模块(72)的输入，基于双曲线函数的滑模位置观测器(71)输出转子角度θ(k)和转子实际角速度ω(k)，转子角度θ(k)输入至2s/2r坐标变换模块(72)中，2s/2r坐标变换模块(72)输出两相旋转坐标系下的电流i_d(k)和i_q(k)；转子角度

转子实际角速度

和

为两相静止坐标系下的反电动势，K_s为基于双曲线函数的滑模位置观测器(71)的增益矩阵，

为抗迟滞的双曲线函数，m为正常数来调节函数的边界层。

3.根据权利要求2所述的一种鲁棒性能高的永磁同步轮毂电机复合控制器，其特征是：负载转矩估计模块(8)由依次串联的电磁转矩计算模块(81)、机械惯性模块(82)、转速误差计算模块(83)、信号输出模块(84)和积分模块(85)构成，信号输出模块(84)和积分模块(85)的输出端还分别连接机械惯性模块(82)的输入端；电磁转矩计算模块(81)的输入为电流i_q(k)，输出为电磁转矩

p为永磁体对数，ψ_f为永磁体磁链；机械惯性模块(82)输出为速度估计值

其表达式为

J₀为转动惯量，B₀为粘滞摩擦系数，U_smo(k)为扰动信号；转速误差计算模块(83)的输出为转速差

信号输出模块(84)输出为扰动信号U_smo(k)＝η·sgn(S)，η是一个负的系数，S为滑模面，且

积分模块(85)的输出为负载扰动

m_smo为滑模参数。

4.根据权利要求2所述的一种鲁棒性能高的永磁同步轮毂电机复合控制器，其特征是：轮毂电机电压反馈控制器(1)由参考电流计算模块(11)和电压反馈控制器(12)串联组成，参考电流计算模块(11)以负载扰动

作为输入，输出为两相旋转坐标系下的参考电流

和

k为离散采样指数，p为电机的永磁体对数，ψ_f为永磁体磁链，L_d、L_q分别为d、q轴的电感；电压反馈控制器(12)输出为两相旋转坐标系下的电压

M_2×3为增益系数矩阵。

5.根据权利要求2所述的一种鲁棒性能高的永磁同步轮毂电机复合控制器，其特征是：电压补偿模块(2)的输出为扰动估计值

和

其表达式为：

ΔL为电感误差，ΔR为电阻误差，Δψ_f为永磁体磁链误差，L为电感误差，R为电阻误差，ψ_f为永磁体磁链误差。

6.根据权利要求1所述的一种鲁棒性能高的永磁同步轮毂电机复合控制器，其特征是：后验约束模块(3)输出两相旋转坐标系下的参考电压

和

其表达式为：

反电动势e_q(k)＝pω(k)(L_si_d(k)+ψ_f)，

u_up(k)为电压值的上限，u_down(k)为电压值的下限，T_s为采样周期，R为电阻，L为电感，i_d(k)为第K个周期的d轴电流i_q(k)为第K个周期的q轴电流，i_q(k+1)为第K+1个周期的q轴电流，ω(k)为转子角速度，p为永磁体对数，ψ_f为永磁体磁链。

7.根据权利要求1所述的一种鲁棒性能高的永磁同步轮毂电机复合控制器，其特征是：轮毂电机控制系统(5)由电压矢量脉宽调制模块(51)、逆变器模块(52)和永磁同步轮毂电机(53)依次串联组成，参考电压

和

作为电压矢量脉宽调制模块(51)的输入，电压矢量脉宽调制模块(51)输出开关脉冲信号，逆变器模块(52)输出控制电流i_a(k)、i_b(k)和i_c(k)控制永磁同步轮毂电机(53)。

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