CN112701969B - 一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法，具体包括如下步骤：步骤1，建立同步磁阻电机的数学模型；步骤2，在αβ坐标系下建立基于自适应低通滤波器的同步磁阻电机电磁转矩观测器，估计出同步磁阻电机的电磁转矩；步骤3，在dq坐标系下，根据电磁转矩估计值对定子电流角进行补偿，提出并定义了稳态误差阀值，系统进入相对稳态后对定子电流角进行在线搜索优化。本发明解决了同步磁阻电机电感参数发生变化时，同步磁阻电机最大转矩电流比控制下的定子电流矢量角失配问题，使控制系统的动态性能得到提升，提高电流矢量角控制精度。

Description

一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法

技术领域

本发明属于同步磁阻电机矢量控制技术领域，涉及一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法。

背景技术

同步磁阻电机(Synchronous Reluctance Motor，SynRM)转子无永磁体和励磁绕组，通过转子凸极性产生磁阻转矩。由于同步磁阻电机不依赖稀土材料，具有结构简单、材料成本低、转矩密度和效率较高、调速范围广的优点，近年来在各类应用场合的关注度日益提高，很多学者开始对其进行研究。但是，同步磁阻电机电感参数随负载和工况的变化而变化，使得同步磁阻电机控制系统的动态性能和稳定性成为控制的难点。

目前，常采用最大转矩电流比控制(MTPA)使同步磁阻电机正常工作时的定子电流幅值最小，并且满足电压和电流的限制。但是由于同步磁阻电机的磁路饱和程度取决于定子绕组的电流，在运行中磁饱和对直轴与交轴电感影响很大。在旋转坐标系下，定子d轴电流和q轴电流在一定范围内增大时，电机d轴电感和q轴电感值减小，因此将电感作为常数处理将导致较大的偏差，对系统控制精度和动态性能产生影响。

针对以上问题，主要有以下解决方法，一种是对同步磁阻电机进行有限元仿真，得到不同负载下dq轴电流与dq轴电感的最大转矩电流比拟合曲线，并通过离线查找表实现最大转矩电流比控制，但在不同工况下，查表得到的值与实际值有较大偏差；第二种方法通过电机的电压、电流以及转子位置在线估计出dq轴电感，但仍然需要计算出最大转矩电流比定子电流角度，计算较为复杂，计算量大；第三种方法是采用在线搜索的方法，对定子电流角进行在线搜索，通过电磁转矩、定子电流的变化控制搜索方向得到最大转矩电流比电流角度，但搜索时间较长。

发明内容

本发明的目的是提供一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法，解决了同步磁阻电机电感参数发生变化时，最大转矩电流比的定子电流矢量角失配问题，使同步磁阻电机正常工作时定子电流幅值最小，提高控制系统的动态性能，提高MTPA电流矢量角控制精度。

本发明所采用的技术方案是，一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法，具体包括如下步骤：

步骤1，建立同步磁阻电机的数学模型；

步骤2，在αβ坐标系下建立基于自适应低通滤波器的同步磁阻电机电磁转矩观测器，估计出同步磁阻电机的电磁转矩；

步骤3，在dq坐标系下，根据电磁转矩估计值对定子电流角进行补偿，提出并定义了稳态误差阈值，系统进入相对稳态后对定子电流角进行在线搜索优化。

本发明的特点还在于：

步骤1中，同步磁阻电机的数学模型表示为：

式(1)中，u_α、u_β分别为定子电压在αβ轴上电压分量，i_α、i_β分别为αβ轴上的定子电流分量，R_s为定子电阻，

为αβ轴上的定子磁链，公式(1)可转换为：

此时，同步磁阻电机电磁转矩T_e表示为：

式(3)中，p为同步磁阻电机极对数。

步骤2的具体过程为：

步骤2.1，采用如下公式(4)对定子磁链进行补偿：

其中，

为补偿后的αβ轴磁链，k为磁链补偿系数；

步骤2.2，采用自适应低通滤波器代替纯积分环节，将公式(4)改写为如下公式(5)：

其中，ω_e为同步磁阻电机电角速度，k|ω_e|为滤波器截止频率，

表示自适应低通低通滤波器，

为αβ轴磁链估计值；

将公式(1)代入公式(5)可得：

步骤2.3，将公式(6)代入公式(3)中，得到电磁转矩估计值

同步磁阻电机的电磁转矩估计值

表示为：

步骤3的具体过程为：

步骤3.1，在dq轴旋转坐标系，同步磁阻电机定子电流d轴和q轴电流分量服从如下分配关系：

式(8)中，i_s为定子电流幅值，θ为电流矢量角，i_d为d轴电流分量，i_q为q轴电流分量；同步磁阻电机旋转坐标系下电磁转矩公式为：

式(9)中，T_e为电磁转矩，L_d为d轴电感，L_q为q轴电感，将公式(8)代入公式(9)得到：

式(10)中，当dq轴电感L_d和L_q为常值，输出电磁转矩T_e保持不变，定子电流矢量角θ等于π/4时，定子电流幅值i_s最小。但实际中电机电感随负载变化而变化，实现最大转矩电流比的定子电流矢量角θ大于π/4。

步骤3.2，采用电磁转矩估计值来对电流矢量角进行补偿以提高控制系统动态性能，补偿角度为：

式(11)中，

为dq轴下定子电流补偿角，k_p为可调常数；补偿后的定子电流矢量角为：

式(12)中，θ₀为补偿后的定子电流矢量角，将公式(11)代入公式(12)中，得到：

步骤3.3，系统未达到稳态时，以公式(13)得到的角度作为电流矢量角，当系统达到相对稳态后，电磁转矩保持相对稳定时，开始进行在线寻优。在线搜索寻优前，稳态的判定条件为：

|θ₀(k)-θ₀(0)|≤ζ (14)；

式(14)、(15)、(16)中，ζ定义为稳态误差阈值，θ₀(0)为在线寻优搜索开始前一刻转矩补偿后的电流矢量角，

为在线寻优搜索开始前一刻转矩估计值，θ₀(k)为搜索过程中第k次搜索时由转矩补偿的电流矢量角，

为搜索过程中第k次搜索时转矩估计值；

当k＝0时，

等于

θ₀(k)等于θ₀(k)，满足公式(14)，开始在线寻优搜索；当k≠0时，若|θ₀(k)-θ₀(0)|≤ζ，θ₀(k)与θ₀(k)之间的误差满足要求，控制系统判定为稳态，继续进行在线搜索；若|θ₀(k)-θ₀(0)|>ζ，控制系统判断为非稳态，重新开始搜索，并对θ₀(0)进行更新，即：

θ₀(0)＝θ₀(k) (17)；

在线寻优搜索过程中，电流矢量角度初始值由θ₀(0)决定，而在线寻优搜索过程中的θ₀(k)不对在线寻优搜索时的电流矢量角度初始值产生影响，因此系统开始在线寻优搜索时的初始角度可以表示为：

θ(0)＝θ₀(0) (18)；

式(18)中，θ(0)为寻优时初始角度；

步骤3.4，对补偿后的定子电流角进行在线搜索优化，实现最大转矩电流比控制，在线搜索优化过程中的电流角变化如下式所示：

θ(k+1)＝θ(k)+Δθ(k) (19)；

式(19)中，θ(k)、θ(k+1)分别为角度搜索前一拍与搜索后一拍的定子电流角度，搜索角度范围设定为π/4到5π/12，每一拍搜索周期为T_s，寻优初始值为θ(0)。Δθ为寻优过程中每一拍定子电流角度改变量，k为整数，k＝0，1，2...，Δθ用表示为：

Δθ(k)＝k_i(-b)ⁿ (20)；

公式(20)中，k_i为搜索系数，为一个常值，b为小于1的正数，n为方向变化次数，n＝0，1，2...；

步骤3.5，选取同步磁阻电机的定子电流反馈值的幅值作为比较对象，并进行如下处理：

式(21)中，I_sd(k+1)为寻优过程中第k到k+1拍定子电流幅值的平均值，I_s为定子电流幅值，比较前提为相对稳定时，每一拍搜索前后的I_sd(k)的变化状况；当i_sd(k+1)<i_sd(k)时，电流幅值变小，保持当前寻优方向，n保持不变；当i_sd(k+1)≥i_sd(k)时，电流幅值增加，改变寻优方向，n＝n+1，寻优方向变化次数最大为n_max；此外，设置搜索次数为k，每寻优一次，搜索次数k＝k+1，最大搜索次数为k_max，当搜索次数超过最大搜索次数时，停止搜索；在线寻优最终得到的搜索角度作为定子电流角给定值θ^*，因此θ^*表示为：

将公式(15)、(18)代入公式(22)，得到：

步骤3.1中，对公式(10)进行分析可知，理想情况下同步磁阻电机dq轴电感L_d和L_q为常值，输出电磁转矩T_e保持不变，定子电流矢量角θ等于π/4时，定子电流幅值i_s最小。然而实际中，电感参数随负载和工况变化而剧烈变化，θ等于π/4时并不满足MTPA控制，通过电磁转矩补偿和在线寻优搜索提高控制系统动态性能，提高稳态时的电流矢量角控制精度。步骤3.2中，通过估计出电磁转矩来对定子电流矢量角，提高控制系统动态特性。步骤3.3中，提出并定义了稳态误差阈值ζ，为在线搜索寻优提供起始判断条件。步骤3.4和步骤3.5详细阐述了在线寻优搜索，最终搜索结果如公式(23)所示，提高同步磁阻电机MTPA控制系统的电流矢量角控制精度。

本发明的有益效果是，本发明提供的一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法，采用自适应滤波的磁链观测器来估计电磁转矩，根据电磁转矩估计值补偿定子电流矢量角，以提高控制系统动态性能。再结合在线寻优搜索方法，进一步优化电流矢量角，提高电流矢量角控制精度，实现同步磁阻电机最大转矩电流比控制。本发明能避免电机电感参数变化时对搜索结果的影响，不依赖于电机参数，能在不同工况下实现最大转矩电流比在线寻优，具有较好的鲁棒性。

附图说明

图1是本发明一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法采用的同步磁阻电机矢量控制系统的控制框图；

图2是本发明一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法中基于自适应滤波的同步磁阻电机电磁转矩观测器结构框图；

图3是本发明一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法的搜索流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明是一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法，采用同步磁阻电机矢量控制系统如下：

包括信号主电路、检测电路、控制电路，主电路包括三相逆变器和同步磁阻电机。检测电路为电流检测电路和传感器模块，电流检测电路用于检测同步磁阻电机的电流信号，传感器模块采用旋转变压器，用于获取同步磁阻电机转子的位置和速度。控制电路包括Clark变换模块、Park变换模块、基于自适应低通滤波的电磁转矩观测器、最大转矩电流比在线寻优模块、Park逆变换模块和SVPWM调制模块，主要用于对信号检测电路得到的信号进行处理，从而得到控制主电路的控制信号。

工作过程为：

电流信号检测电路通过霍尔传感器检测同步磁阻电机在三相静止坐标系下的三相输入电流i_a、i_b、i_c，三相输入电流经过Clark变换(3s/2s)，转换为静止两相坐标系下的电流i_α、i_β；旋转变压器输出信号经过解码电路，可获得同步磁阻电机的转子的位置角θ_e和转子转速ω_r；基于自适应低通滤波的电磁转矩观测器利用电机的电压信号u_α、u_β和电流信号i_α、i_β与电角速度来ω_e来得到同步磁阻电机的电磁转矩估计值

速度外环的转速给定值

与转速反馈值ω_r比较得到转速误差，经过PI调节器得旋转坐标系下定子电流给定值

需要经过电子电流矢量角才能进一步得到定子电流的d轴与q轴电流分量。

电流信号i_α、i_β经过Park变换(2s/2r)转换为旋转坐标系下的励磁电流i_d和转矩电流i_q。i_d，i_q，

及电磁转矩估计值

经过最大转矩电流比在线寻优，得到dq轴定子电流给定值

其中电磁转矩估计如图2所示，最大转矩电流比在线寻优如图3所示。同步磁阻电机给d轴定子电流

与反馈电流i_d相比较之后，经过电流PI控制器调节，得到两相旋转坐标的d轴电压给定值

q轴定子电流给定值

与反馈电流i_q相比较之后，经过电流PI控制器调节，得到两相旋转坐标的q轴电压给定值

旋转坐标系下的两相电压

与

经过Park逆变换(2r/2s)之后转换为静止两相坐标系下的两相电压

两相电压

经过SVPWM发生模块产生PWM波，再经过三相逆变器之后，驱动同步磁阻电机(SynRM)工作。

本发明一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法，使同步磁阻电机正常工作时定子电流幅值最小。具体按照以下步骤实施：

步骤1，建立同步磁阻电机的数学模型；

其中，同步磁阻电机的数学模型表示为：

式(1)中，u_α、u_β分别为定子电压在αβ轴上电压分量；i_α、i_β分别为αβ轴上的定子电流分量；R_s为定子电阻；

为αβ轴上的定子磁链。公式(1)可转换为：

此时，同步磁阻电机电磁转矩可表示为：

式(3)中，p为同步磁阻电机极对数；T_e为同步磁阻电机电磁转矩。

步骤2，在αβ坐标系下建立基于自适应低通滤波器的同步磁阻电机电磁转矩观测器，估计出同步磁阻电机的电磁转矩；

步骤2.1，对公式(2)进行改进，由于纯积分环节在实际运用中会受到直流偏置和谐波的影响，而常用低通滤波器改进积分环节。采用自适应低通滤波器替代纯积分环节，磁链的相位和幅值进行补偿，补偿后的磁链

下示所示：

式(4)中，k为磁链补偿系数，是一个可调常数；

为补偿后的αβ轴磁链。

步骤2.2，采用自适应低通滤波器代替纯积分环节后，公式(4)改写为：

式(5)中，ω_e为同步磁阻电机电角速度，k|ω_e|为滤波器截止频率，可跟随同步电角速度进行自适应调整，

为αβ轴磁链估计值。

步骤2.3，将公式(1)代入公式(5)可得：

步骤2.4，将公式(6)代入公式(3)中，得到电磁转矩估计值

在实际计算中，选用αβ静止坐标系下轴采用电压给定值作为电机电压值，根据公式(7)估计电磁转矩，电磁转矩观测器结构框图如图2所示。

步骤3，在dq坐标系下，根据电磁转矩估计值对定子电流角进行补偿；提出并定义了稳态误差阈值ζ；当控制系统进入相对稳态后，对定子电流角进行在线搜索优化。

步骤3.1，在dq轴旋转坐标系，同步磁阻电机定子电流d轴和q轴电流分量服从如下分配关系：

式(8)中，i_s为定子电流幅值，θ为电流矢量角，i_d为d轴电流分量，i_q为q轴电流分量。同步磁阻电机旋转坐标系下电磁转矩公式为：

式(9)中，T_e为电磁转矩，L_d为d轴电感，L_q为q轴电感，将公式(8)代入公式(9)得到：

对公式(10)进行分析易知，当dq轴电感L_d和L_q为常值，输出电磁转矩T_e保持不变，定子电流矢量角θ等于π/4时，定子电流幅值i_s最小。

步骤3.2，实际系统中，由于同步磁阻电机dq轴电感随负载变化而剧烈变化，当负载变化后，电流矢量角θ等于π/4的电流分配方式将不再满足最大转矩电流比控制。因此需要对定子电流矢量角进行在线搜索，而常规的在线搜索方法需要在电流相对稳定后才能进行搜索，在电流动态变化过程中缺少对电流角度的补偿，因此采用电磁转矩估计值来对电流矢量角进行补偿以提高控制系统动态性能，补偿角度为：

式(11)中，

为dq轴下定子电流补偿角，k_p为可调常数，其大小与电机额定转矩成反比。补偿后的定子电流矢量角为：

式(12)中，θ₀为补偿后的定子电流矢量角，将公式(11)代入公式(12)中，得到：

通过调节k_p可以适当调节补偿后的电流矢量角度θ₀。

步骤3.3，由于电机电感参数随负载变化而变化，不同工况下，采用电磁转矩估计值补偿电流角能提高控制系统动态性能，但稳态时电流矢量角与最优MTPA角度仍存在角度偏差，因此采用在线搜索对稳态时的MTPA角度进行在线寻优，寻优流程图如图3所示。

系统未达到稳态时，以公式(13)得到的角度作为电流矢量角。当系统进行相对稳态后，电磁转矩保持相对稳定时，开始进行在线寻优。因此在线搜索寻优前，稳定判别可表示为：

|θ₀(k)-θ₀(0)|≤ζ (14)；

式(14)、(15)、(16)中，ζ定义为稳态误差阈值，θ₀(0)为在线寻优搜索开始前一刻转矩补偿后的电流矢量角，

为在线寻优搜索开始前一刻转矩估计值，θ₀(k)为搜索过程中第k次搜索时由转矩补偿的电流矢量角，

为搜索过程中第k次搜索时转矩估计值。

当k＝0时，

等于

θ₀(k)等于θ₀(k)，满足公式(14)，开始在线寻优搜索。当k≠0时，若|θ₀(k)-θ₀(0)|≤ζ，θ₀(k)与θ₀(k)之间的误差满足要求，继续进行在线搜索；若|θ₀(k)-θ₀(0)|>ζ，判断系统未进入稳态，重新开始搜索，并对θ₀(0)进行更新，即：

θ₀(0)＝θ₀(k) (17)；

在线寻优搜索过程中，电流矢量角度初始值由θ₀(0)决定，而在线寻优搜索过程中的θ₀(k)不对在线寻优搜索时的电流矢量角度初始值产生影响，因此系统开始在线寻优搜索时的初始角度可以表示为：

θ(0)＝θ₀(0) (18)；

式(18)中，θ(0)为寻优时初始角度。

步骤3.4，对补偿后的定子电流角进行在线搜索优化，实现最大转矩电流比控制，在线搜索优化过程中的电流角变化如下式所示：

θ(k+1)＝θ(k)+Δθ(k) (19)；

式(19)中，θ(k)、θ(k+1)分别为角度搜索前一拍与搜索后一拍的定子电流角度，搜索角度范围设定为π/4到5π/12，每一拍搜索周期为T_s，寻优初始值为θ(0)，k为整数(k＝0，1，2...)。Δθ为寻优过程中每一拍定子电流角度改变量，由于Δθ值十分小，寻优过程中对电磁转矩估计值的影响十分小，不会使θ₀(k)发生变化。Δθ用函数表示为：

Δθ(k)＝k_i(-b)ⁿ (20)；

公式(20)中，k_i为搜索系数，为一个常值。k_i越大，角度改变量越大，但寻优精度下降，k_i越小，寻优精度越高，寻优速度越慢。b为小于1的正数，n为方向变化次数，为整数(n＝0，1，2...)。b取值越小或n次数越高，随着搜索角度改变量越小，搜索效率越低，因而n不能过大，b不能过小。

步骤3.5，选取同步磁阻电机的定子电流反馈值的幅值作为比较对象，并进行如下处理：

式(21)中，I_sd(k+1)为寻优过程中第k到k+1拍定子电流幅值的平均值，I_s为定子电流幅值，比较前提为相对稳定时，每一拍搜索前后的I_sd(k)的变化状况。当i_sd(k+1)<i_sd(k)时，电流幅值变小，保持当前寻优方向，n保持不变；当i_sd(k+1)≥i_sd(k)时，电流幅值增加，改变寻优方向，n＝n+1，寻优方向变化次数最大为n_max。此外，设置搜索次数为k，每寻优一次，搜索次数k＝k+1，最大搜索次数为k_max，当超搜索次数超过最大搜索次数时，停止搜索。在线寻优最终得到的搜索角度作为定子电流角给定值θ^*，因此θ^*可以表示为：

将公式(15)、(18)代入公式(22)，得到：

本发明一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法，实现同步磁阻电机最大转矩电流比控制，使同步磁阻电机工作在定子电流最小状态，避免了电机电感参数变化时对最大转矩电流控制的影响，具有较好的鲁棒性。当转矩发生变化时，通过转矩观测器估计出电磁转矩，并对初步位置进行补偿，更新搜索初步角度，缩短了在线搜索时间，并提高控制系统动态响应特性；通过在线寻优搜索使同步磁阻电机工作在最大转矩电流比控制模式，具有较高的搜索精度和稳定性。

Claims (4)

1.一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤1，建立同步磁阻电机的数学模型；

步骤2，在αβ坐标系下建立基于自适应低通滤波器的同步磁阻电机电磁转矩观测器，估计出同步磁阻电机的电磁转矩；

步骤3，在dq坐标系下，根据电磁转矩估计值对定子电流角进行补偿，提出并定义了稳态误差阈值，系统进入稳态后对定子电流角进行在线搜索优化；

所述步骤3的具体过程为：

步骤3.1，在dq轴旋转坐标系，同步磁阻电机定子电流d轴和q轴电流分量服从如下分配关系：

式(1)中，i_s为转速环PI输出的定子电流幅值给定值，θ为电流矢量角，i_d为d轴电流分量，i_q为q轴电流分量；同步磁阻电机旋转坐标系下电磁转矩公式为：

式(2)中，T_e为电磁转矩，L_d为d轴电感，L_q为q轴电感，将公式(1)代入公式(2)得到：

步骤3.2，

式(4)中，

为转矩估计值；

为dq轴下定子电流补偿角，k_p为可调常数；补偿后的定子电流矢量角为：

式(5)中，θ₀为补偿后的定子电流矢量角，将公式(4)代入公式(5)中，得到：

步骤3.3，系统未达到稳态时，以公式(6)得到的角度作为电流矢量角，当系统达到稳态后，开始进行在线寻优，在线搜索寻优前，稳态的判定条件为：

|θ₀(k)-θ₀(0)|≤ζ (7)；

式(7)、(8)、(9)中，ζ定义为稳态误差阈值，θ₀(0)为在线寻优搜索开始前一刻转矩补偿后的电流矢量角，

为在线寻优搜索开始前一刻转矩估计值，θ₀(k)为搜索过程中第k次搜索时由转矩补偿的电流矢量角，

为搜索过程中第k次搜索时转矩估计值；

当k＝0时，

等于

θ₀(k)等于θ₀(0)，满足公式(7)，开始在线寻优搜索；当k≠0时，|θ₀(k)-θ₀(0)|≤ζ，继续进行在线搜索；若|θ₀(k)-θ₀(0)|>ζ，判断系统未进入稳态，重新开始搜索，并对θ₀(0)进行更新，即：

θ₀(0)＝θ₀(k) (10)；

在线寻优搜索过程中，电流矢量角度初始值由θ₀(0)决定，而在线寻优搜索过程中的θ₀(k)不对在线寻优搜索时的电流矢量角度初始值产生影响，因此系统开始在线寻优搜索时的初始角度可以表示为：

θ(0)＝θ₀(0) (11)；

式(11)中，θ(0)为寻优时初始角度；

步骤3.4，对补偿后的定子电流角进行在线搜索优化，实现最大转矩电流比控制，在线搜索优化过程中的电流角变化如下式所示：

θ(k+1)＝θ(k)+Δθ(k) (12)；

式(12)中，θ(k)、θ(k+1)分别为角度搜索前一拍与搜索后一拍的定子电流角度，搜索角度范围设定为π/4到5π/12，每一拍搜索周期为T_s，寻优初始值为θ(0)，k为整数，k＝0，1，2...；Δθ为寻优过程中每一拍定子电流角度改变量，Δθ用函数表示为：

Δθ(k)＝k_i(-b)ⁿ (13)；

公式(13)中，k_i为搜索系数，为一个常值，b为小于1的正数，n为方向变化次数，n＝0，1，2...；

步骤3.5，选取同步磁阻电机的定子电流反馈值的幅值作为比较对象，并进行如下处理：

式(14)中，I_sd(k+1)为寻优过程中第k到k+1拍定子电流幅值的平均值，I_s为定子电流幅值；当i_sd(k+1)<i_sd(k)时，电流幅值变小，保持当前寻优方向，n＝n；当i_sd(k+1)≥i_sd(k)时，电流幅值增加，改变寻优方向，n＝n+1，寻优方向变化次数最大为n_max；此外，设置搜索次数为k，每寻优一次，搜索次数k＝k+1，最大搜索次数为k_max，当搜索次数超过最大搜索次数时，停止搜索；在线寻优最终得到的搜索角度作为定子电流角给定值θ^*，因此θ^*表示为：

将公式(8)、(11)代入公式(15)，得到：

公式(15)和公式(16)中，k'为整数。

2.根据权利要求1所述的一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法，其特征在于：所述步骤1中，同步磁阻电机的数学模型表示为：

式(17)中，u_α、u_β分别为定子电压在αβ轴上电压分量；i_α、i_β分别为αβ轴上的定子电流分量；R_s为定子电阻；

为αβ轴上的定子磁链，公式(17)可转换为：

此时，同步磁阻电机电磁转矩T_e表示为：

式(19)中，p为同步磁阻电机极对数。

3.根据权利要求2所述的一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法，其特征在于：所述步骤2的具体过程为：

步骤2.1，采用如下公式(20)对定子磁链进行补偿：

其中，

为补偿后的αβ轴磁链，k为磁链补偿系数；

步骤2.2，采用自适应低通滤波器代替纯积分环节，将公式(20)改写为如下公式(21)：

其中，ω_e为同步磁阻电机电角速度，

表示自适应低通滤波器，k|ω_e|为滤波器截止频率，

为αβ轴磁链估计值；

将公式(17)代入公式(21)可得：

步骤2.3，将公式(22)代入公式(19)中，得到电磁转矩估计值

根据电磁转矩估计值

估计出同步磁阻电机的电磁转矩：

4.根据权利要求3所述的一种同步磁阻电机最大转矩电流比在线寻优方法，其特征在于：所述步骤3.1中，对公式(3)进行分析可知，当dq轴电感L_d和L_q为常值，输出电磁转矩T_e保持不变，定子电流矢量角θ等于π/4时，定子电流幅值i_s最小。

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