CN113364384A - 低速段永磁同步电机死区补偿方法及装置 - Google Patents

低速段永磁同步电机死区补偿方法及装置 Download PDF

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CN113364384A CN202110619462.1A CN202110619462A CN113364384A CN 113364384 A CN113364384 A CN 113364384A CN 202110619462 A CN202110619462 A CN 202110619462A CN 113364384 A CN113364384 A CN 113364384A
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magnet synchronous
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Abstract

本发明公开了一种低速段永磁同步电机死区补偿方法及装置。获取永磁同步电机的dq轴脉动电流id(q)；其中，所述dq轴脉动电流id(q)包括6次谐波分量；根据所述dq轴脉动电流id(q)计算dq轴6次脉动电压估计值
Figure DDA0003099171050000011
根据dq轴6次脉动电压估计值
Figure DDA0003099171050000012
进行永磁同步电机死区补偿。本发明提供的技术方案提高低速段永磁同步电机dq轴系下的6次脉动电压的死区补偿精度，从而提升永磁同步电机的控制性能。

Description

低速段永磁同步电机死区补偿方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及电机控制技术，尤其涉及一种低速段永磁同步电机无位置控制死区补偿方法及装置。
背景技术
永磁同步电机具有可靠性高、结构简单、体积小和控制性能良好的优点，永磁同步电机被广泛地运用于工业生产、家用电器和交通运输等领域，提升永磁同步电机的控制性能具有很大的实用价值。
在传统基于矢量控制的永磁同步电机电流转速双闭环控制系统中，逆变器死区补偿方法中，主要采用基于时间补偿法，误差电压补偿等，其需要对每个开关周期内电流极性进行准确判断。然而，在低速段中基频电流的极性判断更为复杂。
并且永磁同步电机在低速段，对其控制系统的稳态性能要求较高，无法直接通过对电流极性进行判断来确定补偿电压，传统的方案仅仅对死区造成的直流偏置电压进行补偿，对dq轴系下的6次脉动电压补偿效果差，因此逆变器死区补偿的传统补偿方法难以应用在基于高频注入的永磁同步电机控制中。
发明内容
本发明提供一种低速段永磁同步电机死区补偿方法及装置，用以解决现有技术中的缺陷，提高低速段永磁同步电机dq轴系下的6次脉动电压的死区补偿精度，从而提升永磁同步电机的控制性能。
第一方面，本发明实施例提供了一种低速段永磁同步电机死区补偿方法，包括：
获取永磁同步电机的dq轴脉动电流id(q)；其中，所述dq轴脉动电流id(q)包括6次谐波分量；
根据所述dq轴脉动电流id(q)计算dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000021
根据dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000022
进行永磁同步电机死区补偿。
进一步地，根据所述dq轴脉动电流id(q)计算dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000023
包括：
根据所述dq轴脉动电流id(q)调整正余弦信号的权重系数；其中，其中所述权重系数包括正余弦信号，所述正余弦信号用于抑制补偿相位滞后；
并根据所述权重系数，计算所述dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000024
进一步地，根据所述dq轴脉动电流id(q)调整正余弦信号的权重系数的公式为：
Figure BDA0003099171030000025
式中：t1d(q)(k)和t2d(q)(k)为第k时刻的权重系数；t1d(q)(k+1)和t2d(q)(k+1)为第k+1时刻的权重系数；σ为自适应滤波器的更新步长；x1(k)为余弦信号量；x2(k)正弦信号量。
进一步地，根据所述权重系数，计算所述dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000026
的公式为：
Figure BDA0003099171030000027
式中：t1d(q)(k)和t2d(q)(k)为第k次权重系数；x1(k)为余弦信号量；x2(k)为正弦信号量。
进一步地，所述dq轴脉动电流id(q)与dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000028
的开环传递函数为：
Figure BDA0003099171030000031
其中，σ为自适应滤波器的更新步长，ω0为自适应滤波器的中心频率，C为输入参考信号的幅值。
进一步地，获取永磁同步电机的dq轴脉动电流id(q)包括：
获取永磁同步电机的dq轴死区电流
Figure BDA0003099171030000032
根据所述dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000033
计算所述dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA0003099171030000034
根据所述dq轴死区电流
Figure BDA00030991710300000319
及所述dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA0003099171030000036
获取永磁同步电机的dq轴脉动电流id(q)。
进一步地，获取永磁同步电机的dq轴死区电流
Figure BDA0003099171030000037
包括：
获取dq轴死区误差电压的6次谐波电压值
Figure BDA0003099171030000038
根据所述dq轴死区误差电压的6次谐波电压值
Figure BDA0003099171030000039
获取dq轴死区电流的6次脉动电流
Figure BDA00030991710300000310
将所述dq轴死区电流的6次脉动电流
Figure BDA00030991710300000311
和dq轴电流的直流量
Figure BDA00030991710300000312
叠加得到永磁同步电机的dq轴死区电流
Figure BDA00030991710300000313
进一步地，根据所述dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA00030991710300000314
计算所述dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA00030991710300000315
包括：
所述dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA00030991710300000316
与所述dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA00030991710300000317
的传递函数为：
Figure BDA00030991710300000318
式中Ld(q)所述永磁同步电机的定子电感在dq轴的分量，kd(q)p为PI调节器的比例系数，kd(q)i为PI调节器积分系数。
进一步地，所述dq轴死区电流
Figure BDA00030991710300000410
与所述dq轴脉动电流id(q)的负反馈闭传递函数为：
Figure BDA0003099171030000042
式中，Gd(q)(z)为所述dq轴脉动电流id(q)与dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000043
的开环传递函数；Bd(q)(z)为所述dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000044
与所述dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA0003099171030000045
的传递函数。
第二方面，本发明实施例提供了一种低速段永磁同步电机死区补偿装置，包括：
获取模块，所述获取模块用于获取永磁同步电机的dq轴脉动电流id(q)；
计算模块，所述计算模块用于根据所述dq轴脉动电流id(q)计算dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000046
死区补偿模块，所述死区补偿模块用于根据dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000047
进行负反馈死区补偿。
本发明实施例提供的技术方案，采用在低速段永磁同步电机中利用包含6次脉动电流的dq轴脉动电流id(q)计算出dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000048
根据dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000049
可以较好提取6次脉动电压，从而利用对6次脉动电压进行负反馈计算补偿，可以提高低速段永磁同步电机dq轴系下的6次脉动电压的死区补偿精度，从而提升永磁同步电机的控制性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种低速段永磁同步电机死区补偿方法的流程图。
图2为本发明实施例提供的一种自适应滤波死区补偿的结构图。
图3为本发明实施例提供的又一种自适应滤波死区补偿的结构图。
图4为本发明实施例提供的一种自适应滤波器开环函数幅频Bode示意图。
图5为本发明实施例提供的一种自适应滤波器开环函数相频Bode示意图。
图6为本发明实施例提供的又一种低速段永磁同步电机死区补偿方法的流程图。
图7为本发明实施例提供的一种电流闭环结构示意图。
图8为本发明实施例提供的一种自适应滤波器闭环函数幅频Bode示意图。
图9为本发明实施例提供的一种自适应滤波器闭环函数相频Bode示意图。
图10为本发明实施例提供的又一种低速段永磁同步电机死区补偿方法的流程图。
图11为本发明实施例提供的一种自适应滤波器死区补偿系统结构示意图。
图12为本发明实施例提供的一种低速段永磁同步电机死区补偿装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种低速段永磁同步电机死区补偿方法的流程图，本发明实施例可适用于永磁同步电机死区补偿情况，该方法可以由低速段永磁同步电机死区补偿装置来执行，该装置可采用硬件和/或软件的方式来实现。该方法具体包括如下步骤：
S110、获取永磁同步电机的dq轴脉动电流id(q)；其中，dq轴脉动电流id(q)包括6次谐波分量；
其中，6次谐波分量在永磁同步电机表现为在dq轴一个开关周期内dq轴脉动电流id(q)出现6次脉动波形的变化。
S120、根据dq轴脉动电流id(q)计算dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000061
其中，将dq轴脉动电流id(q)作为输入量，通过自适应算法，示例性的自适应算法包括最小均方算法，从而计算获得dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000062
S130、根据dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000063
进行永磁同步电机死区补偿。
示例性的，该低速段永磁同步电机死区补偿方法的工作原理：根据死区误差感应的dq轴6次脉动电流和dq轴电流的直流分量，可以得到包含6次脉动电流的dq轴脉动电流id(q)，将dq轴脉动电流id(q)作为输入量输入自适应算法，基于最小均方算法(LMS)的自适应算法得到dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000064
根据dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000065
对6次脉动电流进行负反馈补偿，从而抑制死区带来的6次脉动波动。
本发明实施例提供的技术方案，采用在低速段永磁同步电机中利用包含6次脉动电流的dq轴脉动电流id(q)计算出dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000066
根据dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000067
可以较好提取6次脉动电压，从而对6次脉动电压进行负反馈计算补偿，实现低速段永磁同步电机dq轴系下的6次脉动电压的死区补偿，从而提升永磁同步电机的控制性能。
图2为本发明实施例提供的一种自适应滤波死区补偿的结构图。参见图2，根据dq轴脉动电流id(q)计算dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000068
包括：
根据dq轴脉动电流id(q)调整正余弦信号的权重系数；其中，其中权重系数包括正余弦信号，正余弦信号用于抑制相位滞后；
并根据权重系数，计算dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000071
具体的，通过将含有6次脉动电流的dq轴脉动电流id(q)作为自适应滤波器的输入，基于最小均方算法的自适应算法调整权重系数。其中，输入
Figure BDA0003099171030000072
的余弦信号经
Figure BDA0003099171030000073
相位变换后，将x1(k)余弦信号量；x2(k)正弦信号量输入到自适应算法对权重系数进行调整，直到正余弦信号加权使6次脉动电压估计值与所需滤除的谐波足够接近或相等，将dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000074
作为自适应滤波器的输出信号。其中，输入余弦信号产生两路信号，分别为余弦信号和正弦信号可以避免自适应滤波器采集信号时产生相位滞后，提高补偿准确性。
图3为本发明实施例提供的又一种自适应滤波死区补偿的结构图。参见图3，根据dq轴脉动电流id(q)调整正余弦信号的权重系数的公式为：
Figure BDA0003099171030000075
式中：t1d(q)(k)和t2d(q)(k)为第k时刻的权重系数；t1d(q)(k+1)和t2d(q)(k+1)为第k+1时刻的权重系数；σ为自适应滤波器的更新步长；x1(k)为余弦信号量；x2(k)正弦信号量。
具体的，当前时刻的权重系数t1d(q)(k+1)为上一时刻的权重系数t1d(q)(k)与余弦信号的修正量做叠加，同样的当前时刻的权重系数t2d(q)(k+1)为上一时刻的权重系数t2d(q)(k)与余弦信号的修正量做叠加，通过调整自适应滤波器的更新步长σ可以更好的抑制dq轴系下的6次脉动电压。并且利用正余弦信号的修正使一个开关量周期内的信号无滞后。
根据权重系数，计算dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000076
的公式为：
Figure BDA0003099171030000077
式中：t1d(q)(k)和t2d(q)(k)为第k次权重系数；x1(k)为余弦信号量；x2(k)正弦信号量。
结合图3经过推导可以得到，dq轴脉动电流id(q)与dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000081
的开环传递函数为：
Figure BDA0003099171030000082
其中，σ为自适应滤波器的更新步长，ω0为自适应滤波器的中心频率，C为输入参考信号的幅值。
通过上式开环传递分析可以得到自适应滤波器开环函数Bode图。图4为本发明实施例提供的一种自适应滤波器开环函数幅频Bode示意图，图5为本发明实施例提供的一种自适应滤波器开环函数相频Bode示意图。参见图4和图5可知，自适应滤波器的更新步长σ分别为0.002、0.004和0.006时，可以提取的6次脉动电压幅值分别为72dB、83dB和96dB。自适应滤波器的输出能较好提取dq轴脉动电流id(q)中6次谐波电压信号。通过相频关系可知对直流分量的幅频增益为0，即在提取6次谐波电压脉动信号的时，其滤波带宽较窄，能将直流量完全滤除。并且通过增大自适应滤波器的更新步长，中心频率处的6次谐波电压脉动幅值增益很大，可提取更多的6次谐波电压。
通过开环传递分析可知通过增大自适应滤波器的更新步长，可以提取6次谐波电压信号，将6次谐波电压信号作为负反馈输入对dq轴死区电流
Figure BDA0003099171030000083
中的6次脉动电流进行负反馈补偿。进而可以对6次脉动电压进行负反馈计算补偿。
图6为本发明实施例提供的又一种低速段永磁同步电机死区补偿方法的流程图。结合图2参见图6，该方法步骤包括：
S310、获取永磁同步电机的dq轴死区电流
Figure BDA0003099171030000084
其中，永磁同步电机为阻感性负载，dq轴死区电流
Figure BDA0003099171030000085
为永磁同步电机电流死区误差中感应出的6次脉动电流与直流分量电流叠加。
S320、根据dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000091
计算dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA0003099171030000092
具体的，将dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000093
通过传递函数计算得到dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA0003099171030000094
其中，图7为本发明实施例提供的一种电流闭环结构示意图。参见图7，根据dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000095
计算dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA0003099171030000096
包括：
dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA00030991710300000921
与dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA0003099171030000098
的传递函数为：
Figure BDA0003099171030000099
式中Ld(q)永磁同步电机的定子电感在dq轴的分量，kd(q)p为PI调节器的比例系数，kd(q)i为PI调节器积分系数。
S330、根据dq轴死区电流
Figure BDA00030991710300000922
及dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA00030991710300000911
获取永磁同步电机的dq轴脉动电流id(q)。
具体的，将dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA00030991710300000912
作为负反馈输入量与dq轴死区电流
Figure BDA00030991710300000923
做差，对dq轴死区电流
Figure BDA00030991710300000914
中的6次脉动电流进行负反馈补偿。继续参见图7，进一步地，根据dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA00030991710300000915
与dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA00030991710300000916
的传递函数算式可以推导死区时电机的dq轴死区电流
Figure BDA00030991710300000917
与dq轴脉动电流id(q)的负反馈闭传递函数为：
Figure BDA00030991710300000918
式中，Gd(q)(z)为dq轴脉动电流id(q)与dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA00030991710300000919
的开环传递函数；Bd(q)(z)为dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA00030991710300000920
与dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA0003099171030000101
的传递函数。
具体的，通过上式闭环传递分析可以得到自适应滤波器闭环函数Bode图。图8为本发明实施例提供的一种自适应滤波器闭环函数幅频Bode示意图，图9为本发明实施例提供的一种自适应滤波器闭环函数相频Bode示意图。参见图8和图9可知，取中心频率为160π，自适应滤波器的更新步长σ分别为0.002、0.004和0.006时，可以看到的6次脉动电压幅值分别为-49dB、-59dB和-68dB。结合图4分析，可以得到dq轴6次脉动电流得到较好的抑制，且对dq轴中直流分量偏置电流没有影响，并且自适应滤波器的更新步长增大，其抑制效果更明显，即dq轴中的6次脉动电流更小，从而降低定子电流的畸变率。
S340、根据dq轴脉动电流id(q)计算dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000102
其中，将dq轴脉动电流id(q)作为输入量，通过自适应算法，示例性的自适应算法包括最小均方算法，从而计算获得dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000103
S350、根据dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000104
进行永磁同步电机死区补偿。
通过将自适应滤波器提取得到的6次脉动电流估计值
Figure BDA0003099171030000105
与逆变器死区误差感应包括6次谐波分量的dq轴脉动电流id(q)进行负反馈控制,通过自适应滤波器中自适应算法不断修正权重系数,输出6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000106
从而减少6次电流和电压脉动值，实现低速段永磁同步电机dq轴系下的6次脉动电压的死区补偿，从而提升永磁同步电机的控制性能。
图10为本发明实施例提供的又一种低速段永磁同步电机死区补偿方法的流程图，结合图2参见10，该方法步骤包括：
S311、获取dq轴死区误差电压的6次谐波电压值
Figure BDA0003099171030000107
S312、根据dq轴死区误差电压的6次谐波电压值
Figure BDA0003099171030000108
获取dq轴死区电流的6次脉动电流
Figure BDA0003099171030000109
具体的，逆变器的死区造成的dq轴下误差电压的6次谐波电压值
Figure BDA0003099171030000111
经过dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000112
与dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA0003099171030000113
的传递函数计算可以得到dq轴死区电流的6次脉动电流
Figure BDA0003099171030000114
S313、将dq轴死区电流的6次脉动电流
Figure BDA0003099171030000115
和dq轴电流的直流量
Figure BDA0003099171030000116
叠加得到永磁同步电机的dq轴死区电流
Figure BDA0003099171030000117
具体的，永磁同步电机为阻感性负载，dq轴死区电流
Figure BDA0003099171030000118
为永磁同步电机电流死区误差中感应出的6次脉动电流与直流分量电流叠加，即可表示为：
Figure BDA0003099171030000119
其中
Figure BDA00030991710300001110
为dq轴电流的直流分量，
Figure BDA00030991710300001111
为逆变器死区造成的dq轴电流的6次脉动电流，
Figure BDA00030991710300001112
为dq轴死区电流。
S320、根据dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA00030991710300001113
计算dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA00030991710300001114
S330、根据dq轴死区电流
Figure BDA00030991710300001124
及dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA00030991710300001116
获取永磁同步电机的dq轴脉动电流id(q)。
具体的，将dq轴6次脉动电流估计值
Figure BDA00030991710300001117
作为负反馈输入量与dq轴死区电流
Figure BDA00030991710300001125
做差，对dq轴死区电流
Figure BDA00030991710300001119
中的6次脉动电流进行负反馈补偿，获取永磁同步电机的dq轴脉动电流id(q)。
S340、根据dq轴脉动电流id(q)计算dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA00030991710300001120
S350、根据dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA00030991710300001121
进行永磁同步电机死区补偿。通过将自适应滤波器提取得到的6次脉动电流估计值
Figure BDA00030991710300001122
与逆变器死区误差感应包括6次谐波分量的dq轴脉动电流id(q)进行负反馈控制,通过自适应滤波器中自适应算法不断修正权重系数,输出6次脉动电压估计值
Figure BDA00030991710300001123
从而减少6次电流和电压脉动值，实现低速段永磁同步电机dq轴系下的6次脉动电压的死区补偿，从而提升永磁同步电机的控制性能。
图11为本发明实施例提供的一种自适应滤波器死区补偿系统结构示意图。参见图11，该系统中自适应滤波器采用以上任意实施例提供的永磁同步电机死区补偿方法进行负反馈补偿计算输出6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000121
进行系统调节。其中，逆变器死区的误差是由电压直流分量误差电压和6次脉动电压组成，将逆变器死区的误差电压进行傅立叶分析，将其分解为两大部分，分别为直流分量误差和两相旋转坐标系下6次脉动电压，需要对直流量和6次脉动电压进行同时补偿，其逆变器死区误差电压中d轴的直流稳态值为Vd com，q轴的直流稳态值为Vq com，直流误差量仅仅与高频电流矢量角有关，且易于获取，通过在前向通道中给予补偿。
在估计的两相旋转坐标系直轴中注入高频方波电压，由于相邻两个开关周期内基频电流几乎不变，同时高频电流采用相邻两个开关周期响应电流的差，可得高频响应电流，因此模型结构采用了无滤波器的转子位置提取方案。高频电流采用相邻开关周期的高频电流的差值，通过锁相环，即可获得估计转子位置ωfb。
模型参考自适应锁相环估算出转子的位置ωfb，估算转速与给定转速的差值经过PI调节器后得到q轴电流参考值i* q，由永磁同步电机检测出三相电流任意两相电流，示例性的检测a相电流ia和b相电流ib，此三相电流经过Clark变换和Park变换后得到的旋转坐标系下的d轴定子电流id和q轴定子电流iq。基频电流采用相邻两个开关周期取平均值的方法，利用算式
Figure BDA0003099171030000122
求得d轴基频反馈电流idfb和q轴基频反馈电流iqfb，分别将q轴电流参考值i* q和d轴电流参考值i* d与d轴基频反馈电流idfb和q轴基频反馈电流iqfb，进行作差，两者的差值通过PI调节器后得出两相旋转坐标系dq轴上的d轴定子电压ud和q轴定子电压uq。d轴定子电压ud和q轴定子电压uq与d轴的直流稳态值为Vd com，q轴的直流稳态值为Vq com求和后，与自适应滤波器经负反馈计算输出的6次脉动电压估计值做差，经过反Park变换得出两相静止坐标系αβ轴上的α轴电压uα和β轴电压uβ，通过空间矢量脉宽调制(SV-PWM调制)来产生PWM波形，控制三相电压型逆变器上下桥臂的通断，产生三相电压，进而控制永磁同步电机(PMSM)的转速。从而实现低速段永磁同步电机dq轴系下的6次脉动电压的死区补偿，进而提升永磁同步电机的控制性能。
本发明实施例还提供了一种低速段永磁同步电机死区补偿装置，图12为本发明实施例提供的一种低速段永磁同步电机死区补偿装置的结构示意图。
参见图12，该补偿装置包括：
获取模块1110，获取模块用于获取永磁同步电机的dq轴脉动电流id(q)；
计算模块1120，计算模块用于根据dq轴脉动电流id(q)计算dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000131
死区补偿模块1130，死区补偿模块用于根据dq轴6次脉动电压估计值
Figure BDA0003099171030000132
进行负反馈死区补偿。
本发明实施例提供的低速段永磁同步电机死区补偿装置与本发明任意实施例提供的低速段永磁同步电机死区补偿方法属于相同的发明构思，具有相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节详见本发明任意实施例提供的低速段永磁同步电机死区补偿方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种低速段永磁同步电机死区补偿方法，其特征在于，包括：
获取永磁同步电机的dq轴脉动电流id(q)；其中，所述dq轴脉动电流id(q)包括6次谐波分量；
根据所述dq轴脉动电流id(q)计算dq轴6次脉动电压估计值
Figure FDA0003099171020000011
根据dq轴6次脉动电压估计值
Figure FDA0003099171020000012
进行永磁同步电机死区补偿。
2.根据权利要求1所述的低速段永磁同步电机死区补偿方法，其特征在于，根据所述dq轴脉动电流id(q)计算dq轴6次脉动电压估计值
Figure FDA0003099171020000013
包括：
根据所述dq轴脉动电流id(q)调整正余弦信号的权重系数；其中，其中所述权重系数包括正余弦信号，所述正余弦信号用于抑制补偿相位滞后；
根据所述权重系数，计算所述dq轴6次脉动电压估计值
Figure FDA0003099171020000014
3.根据权利要求2所述的低速段永磁同步电机死区补偿方法，其特征在于，根据所述dq轴脉动电流id(q)调整正余弦信号的权重系数的公式为：
Figure FDA0003099171020000015
式中：t1d(q)(k)和t2d(q)(k)为第k时刻的权重系数；t1d(q)(k+1)和t2d(q)(k+1)为第k+1时刻的权重系数；σ为自适应滤波器的更新步长；x1(k)为余弦信号量；x2(k)正弦信号量。
4.根据权利要求2所述的低速段永磁同步电机死区补偿方法，其特征在于，根据所述权重系数，计算所述dq轴6次脉动电压估计值
Figure FDA0003099171020000016
的公式为：
Figure FDA0003099171020000017
式中：t1d(q)(k)和t2d(q)(k)为第k次权重系数；x1(k)为余弦信号量；x2(k)为正弦信号量。
5.根据权利要求4所述的低速段永磁同步电机死区补偿方法，其特征在于，所述dq轴脉动电流id(q)与dq轴6次脉动电压估计值
Figure FDA0003099171020000021
的开环传递函数为：
Figure FDA0003099171020000022
其中，σ为自适应滤波器的更新步长，ω0为自适应滤波器的中心频率，C为输入参考信号的幅值。
6.根据权利要求1所述的低速段永磁同步电机死区补偿方法，其特征在于，获取永磁同步电机的dq轴脉动电流id(q)，包括：
获取永磁同步电机的dq轴死区电流
Figure FDA0003099171020000023
根据所述dq轴6次脉动电压估计值
Figure FDA0003099171020000024
计算所述dq轴6次脉动电流估计值
Figure FDA0003099171020000025
根据所述dq轴死区电流
Figure FDA0003099171020000026
及所述dq轴6次脉动电流估计值
Figure FDA0003099171020000027
获取永磁同步电机的dq轴脉动电流id(q)。
7.根据权利要求6所述的低速段永磁同步电机死区补偿方法，其特征在于，获取永磁同步电机的dq轴死区电流
Figure FDA0003099171020000028
包括：
获取dq轴死区误差电压的6次谐波电压值
Figure FDA0003099171020000029
根据所述dq轴死区误差电压的6次谐波电压值
Figure FDA00030991710200000210
获取dq轴死区电流的6次脉动电流
Figure FDA00030991710200000211
将所述dq轴死区电流的6次脉动电流
Figure FDA00030991710200000212
和dq轴电流的直流量
Figure FDA00030991710200000213
叠加得到永磁同步电机的dq轴死区电流
Figure FDA00030991710200000214
8.根据权利要求6所述的低速段永磁同步电机死区补偿方法，其特征在于，根据所述dq轴6次脉动电压估计值
Figure FDA00030991710200000215
计算所述dq轴6次脉动电流估计值
Figure FDA00030991710200000216
包括：
所述dq轴6次脉动电压估计值
Figure FDA00030991710200000217
与所述dq轴6次脉动电流估计值
Figure FDA00030991710200000218
的传递函数为：
Figure FDA0003099171020000031
式中Ld(q)所述永磁同步电机的定子电感在dq轴的分量，kd(q)p为PI调节器的比例系数，kd(q)i为PI调节器积分系数。
9.根据权利要求8所述的低速段永磁同步电机死区补偿方法，其特征在于，所述dq轴死区电流
Figure FDA0003099171020000032
与所述dq轴脉动电流id(q)的负反馈闭传递函数为：
Figure FDA0003099171020000033
式中，Gd(q)(z)为所述dq轴脉动电流id(q)与dq轴6次脉动电压估计值
Figure FDA0003099171020000034
的开环传递函数；Bd(q)(z)为所述dq轴6次脉动电压估计值
Figure FDA0003099171020000035
与所述dq轴6次脉动电流估计值
Figure FDA0003099171020000036
的传递函数。
10.一种低速段永磁同步电机死区补偿装置，其特征在于，包括：
获取模块，所述获取模块用于获取永磁同步电机的dq轴脉动电流id(q)；
计算模块，所述计算模块用于根据所述dq轴脉动电流id(q)计算dq轴6次脉动电压估计值
Figure FDA0003099171020000037
死区补偿模块，所述死区补偿模块用于根据dq轴6次脉动电压估计值
Figure FDA0003099171020000038
进行负反馈死区补偿。
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