CN114301355B - 一种永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法，包括：构建以电流为状态变量的d、q轴电流状态方程，对永磁同步电机驱动系统的d、q轴已知扰动和未知扰动进行建模；将未知扰动作为新的状态变量构建矢量扩张状态观测器，获取d、q轴未知扰动的直流扰动分量和谐波扰动分量的观测值；将直流扰动分量和谐波扰动分量的观测值之和作为未知扰动的观测值；构建矢量电流自抗扰控制器，将未知扰动的观测值与已知扰动相加，得到集中扰动的观测值；获取永磁同步电机驱动系统输出的电压的初步控制指令，将集中扰动的观测值补偿至初步控制指令中；本发明有助于降低永磁同步电机控制系统中由电流谐波引起的附加损耗和转矩波动，并提高电机运行的平稳性。

Description

一种永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法

技术领域

本申请涉及电机控制技术领域，更具体地，涉及一种基于矢量自抗扰控制器的永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法。

背景技术

永磁同步电机控制系统在实际运行中会遭受一系列内在的谐波扰动影响。谐波扰动频谱丰富，来源广泛。例如，气隙磁密非正弦、齿槽效应等因素会引起反电势谐波，逆变器开关管非线性特性会导致输出电压谐波，电流采样放大电路存在直流偏置，传感器个体间频率特性存在差异(如通道放大倍数不同、相位滞后不同)，会导致三相电流采样值不对称，在旋转坐标系下引起电流谐波。无论哪种形式的谐波扰动，最终都会作用到电机的电压方程中，造成电流谐波扰动。而电流谐波则进一步导致转矩波动，损耗增加，降低电机稳态运行性能。

自抗扰控制是一种近些年来在永磁同步电机控制领域具备广阔应用前景的新型控制方法。永磁同步电机自抗扰控制器的谐波扰动抑制性能取决于扩张状态观测器对该类扰动的观测精度。理论上，若扩张状态观测器带宽足够高，谐波扰动总能被精确观测并补偿至控制器输出，以使系统免受该扰动影响。然而，受采样噪声和控制器时延影响，扩张状态观测器带宽存在上限。于是，当转速超过一定值后，谐波扰动频率将超出扩张状态观测器带宽，扰动估计精度大幅下降。此外，过高的带宽将导致自抗扰控制器丧失其低频段的噪声抑制能力。因此，针对永磁同步电机中的电流谐波扰动，传统自抗扰控制器无法取得较好的抑制效果。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法，其目的在于抑制永磁同步电机中的电流谐波扰动，从而降低电机输出转矩的波动，提高电机运行的平稳性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法，该方法主要包括：

S1构建以电流为状态变量的d、q轴电流状态方程，并根据d、q轴电流状态方程对永磁同步电机驱动系统的d、q轴已知扰动和未知扰动进行建模，得到扰动模型；

S2将所述扰动模型中的未知扰动作为新的状态变量构建矢量扩张状态观测器，获取所述矢量扩张状态观测器输出的d、q轴未知扰动的直流扰动分量和谐波扰动分量的观测值；将所述直流扰动分量和谐波扰动分量的观测值之和作为未知扰动的观测值；

S3构建矢量电流自抗扰控制器，将所述未知扰动的观测值与已知扰动相加，得到集中扰动的观测值；

S4获取永磁同步电机驱动系统输出的电压的初步控制指令，将所述集中扰动的观测值补偿至所述初步控制指令中，得到谐波扰动抑制后的电压控制指令。

优选的，上述永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法，其S4中，所述获取永磁同步电机驱动系统输出的电压的初步控制指令，为：

获取d、q轴电流的指令值和反馈值，根据所述指令值和反馈值计算d、q 轴的电流控制误差；

将所述电流控制误差输入至比例控制器，将d、q轴电流的指令值的微分前馈至比例控制器的输出，得到电压的初步控制指令。

优选的，上述永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法，其S2中，所述矢量扩张状态观测器具体为：

定义x_1d＝i_d，x_1q＝i_q；将扰动模型中的未知扰动定义为新的状态变量，即 x_2d＝f_1d，x_2q＝f_1q；在频域下设计矢量扩张状态观测器：

其中，X₁(s)为d、q轴电流矢量，X₁(s)＝[X_1d(s) X_1q(s)]^T；

X₂(s)为未知扰动矢量，X₂(s)＝[X_2d(s) X_2q(s)]^T；

U^*(s)为d、q轴电压指令矢量，

Z₁(s)为d、q轴电流观测值矢量，Z₁(s)＝[Z_1d(s) Z_1q(s)]^T；

Z₂(s)为未知扰动观测值矢量，Z₂(s)＝[Z_2d(s) Z_2q(s)]^T；

E₁(s)为电流观测误差矢量，E₁(s)＝[E_1d(s) E_1q(s)]^T；

F₀(s)为已知扰动矢量，F₀(s)＝[F_0d(s) F_0q(s)]^T；

β₁、β₂为观测器增益参数；

ω_re为谐波扰动的频率；

ω_c为截至频率；

s为拉普拉斯算子，j为虚数因子。

优选的，上述永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法，所述将直流扰动分量和谐波扰动分量的观测值之和作为未知扰动的观测值，具体为：

将未知扰动的观测值Z₂(s)表示为直流扰动和谐波扰动之和：

其中，为d、q轴直流扰动观测值矢量，/>

为d、q轴谐波扰动观测值矢量，/>

优选的，上述永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法还包括：将频域下的矢量扩张状态观测器转换为时域标量形式：

其中，z_1d、z_1q分别为x_1d、x_1q(即电流i_d、i_q)的观测值；

e_1d、e_1q分别为d、q轴电流观测误差；

z_2d、z_2q分别为x_2d、x_2q(即未知扰动f_1d、f_1q)的观测值；

分别为d、q轴直流扰动的观测值；

分别为d、q轴谐波扰动的观测值；

β₁、β₂为观测器增益参数；

ω_re为谐波扰动的频率；

ω_c为截至频率。

优选的，上述永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法，其S1中，所述扰动模型具体为：

其中，i_d、i_q为同步坐标系下的d、q轴电流；

u_d、u_q分别为同步坐标系下的d、q轴电压分量

分别为d、q轴电压的控制指令；

L_d、L_q分别表示d轴电感、q轴电感；

f_0d、f_1d分别为d轴的已知扰动和未知扰动；

f_0q、f_1q分别为q轴的已知扰动和未知扰动；

ω_e为转子转速；ψ_f表示永磁体磁链。

优选的，上述永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法，其S3中，所述矢量电流自抗扰控制器的控制律设计为：

其中，分别为d、q轴电压的控制指令；

L_d、L_q分别表示d轴电感、q轴电感；

i_d、i_q为同步坐标系下的d、q轴电流；

分别为d、q轴电流的控制指令；

k_d、k_q分别为d、q轴比例增益；

f_0d、f_0q分别为d、q轴的已知扰动；

z_2d、z_2q分别为d、q轴未知扰动的观测值。

优选的，上述永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法，其S1中，所述构建以电流为状态变量的d、q轴电流状态方程，包括：

(1)建立永磁同步电机同步坐标系下的电压方程：

(2)根据所述电压方程，得到以d、q轴电流为状态变量的状态方程为：

其中，i_d、i_q和u_d、u_q分别为同步坐标系下的d、q轴电流和电压分量；

R_s、L_d、L_q、ψ_f、ω_e分别表示定子电阻、d轴电感、q轴电感、永磁体磁链和转子转速。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明提供的永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法，利用d、q轴电流谐波扰动互为正交的特性，提出了一种可有效抑制电流谐波扰动的矢量自抗扰控制器，该矢量自抗扰控制器具备和传统自抗扰控制相同的指令跟踪性能，而对谐波扰动的抑制效果却有显著提高。此外，该方法对电机参数变化具备较强的鲁棒性，在电阻和d、q轴电感各自出现0.5倍到2倍的波动时，系统依旧保持稳定，电流谐波抑制效果未出现明显下降。

本发明有助于降低永磁同步电机控制系统中由电流谐波引起的附加损耗和转矩波动，并提高电机运行的平稳性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的永磁同步电机控制系统的结构框图；

图2是本发明实施例提供的一种永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法的实施流程图；

图3是本发明实施例提供的矢量自抗扰控制器和矢量扩张状态观测器的结构框图；

图4是本发明实施例提供的矢量自抗扰控制器的标准二自由度等效模型；

图5是矢量扩张状态观测器的伯德图；

图6是矢量自抗扰控制器的伯德图；

图7为电机运行在150r/min、5N·m，d、q轴电流和三相电流的波形以及频谱分析图；

图8为电机运行在600r/min、5N·m，d、q轴电流和三相电流的波形以及频谱分析图；

图9为传统自抗扰控制器和矢量自抗扰控制器的电流指令跟踪性能对比结果示意图；

图10为电机参数发生变化前后矢量自抗扰控制器的性能对比结果示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

此外，为了避免使技术人员对本发明的理解模糊，可能不详细地描述或示出公知的或广泛使用的技术、元件、结构和处理。尽管附图表示本发明的示例性实施例，但是附图不必按照比例绘制，并且特定的特征可被放大或省略，以便更好地示出和解释本发明。

针对传统自抗扰控制器抗谐波扰动能力不足的问题，本发明提出了一种矢量自抗扰控制器以抑制电流谐波扰动。矢量自抗扰控制器充分利用电机d、q轴电流谐波扰动互为正交的特点来发挥矢量扩张状态观测器的选频特性，以提高对电流谐波扰动的观测精度，进而加强闭环系统的对电流谐波扰动的抑制性能。

图1是永磁同步电机控制系统的结构框图，图2是本实施例提供的永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法的流程示意图；图3是本实施例提供的矢量自抗扰控制器和矢量扩张状态观测器的结构框图。

图1中，PI表示比例积分调节器，SVPWM表示电压空间矢量脉宽调制， PMSM表示永磁同步电机；下面结合图2进行说明，本实施例提供的一种永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法包括以下步骤：

步骤一、构建以电流为状态变量的d、q轴电流状态方程；

具体的：根据永磁同步电机同步坐标系下的电压方程，建立以电流为状态变量的d、q轴电流状态方程。

(1)首先，建立永磁同步电机同步坐标系下的电压方程：

其中，i_d、i_q和u_d、u_q分别为同步坐标系下的d、q轴电流和电压分量；

R_s、L_d、L_q、ψ_f、ω_e分别表示定子电阻、d轴电感、q轴电感、永磁体磁链；

ω_e为转子转速。

(2)然后根据电压方程，得到以d、q轴电流为状态变量的状态方程为：

步骤二、根据d、q轴电流状态方程，对永磁同步电机驱动系统的d、q轴已知扰动和未知扰动进行建模，得到扰动模型，如下：

其中，f_0d、f_1d分别为d轴的已知扰动和未知扰动；

f_0q、f_1q分别为q轴的已知扰动和未知扰动；

分别为d、q轴电压的控制指令；

步骤三、将未知扰动定义为新的状态变量，构建矢量扩张状态观测器，获取d、q轴未知扰动的直流扰动分量和谐波扰动分量的观测值；

(1)首先，定义x_1d＝i_d，x_1q＝i_q。然后，将未知扰动定义为新的状态变量，即x_2d＝f_1d，x_2q＝f_1q。然后，针对步骤二建立的扰动模型，在频域下设计矢量扩张状态观测器：

其中，X₁(s)为d、q轴电流矢量，X₁(s)＝[X_1d(s) X_1q(s)]^T；

X₂(s)为未知扰动矢量，X₂(s)＝[X_2d(s) X_2q(s)]^T；

U^*(s)为d、q轴电压指令矢量，

Z₁(s)为d、q轴电流观测值矢量，Z₁(s)＝[Z_1d(s) Z_1q(s)]^T；

Z₂(s)为未知扰动观测值矢量，Z₂(s)＝[Z_2d(s) Z_2q(s)]^T；

E₁(s)为电流观测误差矢量，E₁(s)＝[E_1d(s) E_1q(s)]^T；

F₀(s)为已知扰动矢量，F₀(s)＝[F_0d(s) F_0q(s)]^T；

β₁、β₂为观测器增益参数；

ω_re为谐波扰动的频率；

ω_c为截至频率；

s为拉普拉斯算子，j为虚数因子。

观测器增益参数β₁、β₂采用带宽法进行整定，定义观测器带宽为ω₀，β₁、β₂整定为：

需要注意，上述矢量扩张状态观测器是在频域下设计的，因此，按照控制领域的表述习惯，步骤一、步骤二中涉及的电压、电流、已知扰动、未知扰动等时域变量在频域下均采用大写字母表示。同时，对于矢量信号，采用加粗字体表示。

(2)将未知扰动的观测值Z₂(s)表示为直流扰动和谐波扰动之和：

其中，为d、q轴直流扰动观测值矢量，/>

为d、q轴谐波扰动观测值矢量，/>

矢量扩张状态观测器能够准确观测谐波扰动的关键在于传递函数G(s)的选频特性，即信号频率为ω_re时，G(s)具备极大的开环增益。由于G(s)的极点为孤立复极点，因此要求其处理的信号必须为矢量信号，而d、q轴电流谐波扰动互为正交，满足这一要求。因此，本发明提出的矢量扩张状态观测器具备准确观测谐波扰动的能力。

矢量扩张状态观测器是频域下设计的，实际应用中，需将其转换为时域标量形式以便部署到控制器中。矢量扩张状态观测器的d、q轴频域标量模型分别表示为：

进一步，将d、q轴频域标量模型转换为时域模型：

矢量扩张状态观测器的结构框图如图3(b)所示，可见，d、q轴之间存在交叉反馈，从而，每个轴系的观测器不仅利用的本轴的信息，还利用了正交轴的信息。因此，矢量扩张状态观测器必须针对d、q轴进行联合设计，处理的信号必须是正交矢量信号。

为研究矢量扩张状态观测器对谐波扰动的观测精度，采用频域分析法进行分析。首先，推导出d、q轴未知扰动观测误差的传递函数为：

其中，

分别为d、q轴未知扰动观测误差的传递函数；

N(s)、D(s)分别为传递函数的分子多项式和分母多项式：

以d轴为例，对d轴未知扰动观测误差的传递函数进行频域分析。设置ω_c＝12，ω₀＝200(即β₁＝2ω₀＝400，/>)，通过仿真，绘得当ω_re分别为400、600、800时，/>的伯德图如图5所示。可以发现，幅频曲线在频率ω_re处存在很大的衰减峰，这表明，矢量扩张状态观测器对处于该频率附近的谐波扰动有极低的观测误差。换言之，矢量扩张状态观测器可以准确观测该频率的谐波扰动。

步骤四、获取永磁同步电机驱动系统输出的电压的初步控制指令，根据电压的初步控制指令以及从矢量扩张状态观测器获取的直流扰动、谐波扰动的观测值，构建矢量电流自抗扰控制器，以实现对永磁同步电机电流谐波扰动的抑制。具体的：

(1)根据d、q轴电流的指令值、反馈值，得到d、q轴的电流控制误差；将该控制误差输入至比例控制器，然后将d、q轴电流指令值的微分前馈至比例控制器的输出，得到电压的初步控制指令；

(2)将未知扰动的观测值和已知扰动相加，得到集中扰动的观测值；将集中扰动的观测值补偿至电压的初步控制指令中，从而得到最终的电压控制指令。该矢量电流自抗扰控制器的控制律设计为：

其中，k_d、k_q分别为d、q轴矢量自抗扰控制器的比例增益；

分别为d、q轴电流的控制指令。

矢量电流自抗扰控制器的结构框图如图3(a)所示。将控制律转换为标量形式：

由于矢量扩张状态观测器观测得到的未知扰动包含了直流未知扰动和谐波未知扰动，矢量电流自抗扰控制器将该未知扰动补偿至电压指令输出，可抵消电机d、q轴电流中存在的频率为ω_re的谐波扰动，从而实现谐波扰动抑制。

为研究矢量自抗扰控制器对谐波扰动的抑制效果，采用频域分析法进行分析。首先，将矢量自抗扰控制器转换为如图4所示的标准二自由度等效模型。该模型中各环节的传递函数分别为：

根据图1，推导出电机的d、q轴电流对未知扰动的传递函数为：

其中，

以d轴为例，分析的频率响应，可评估矢量自抗扰控制器对谐波扰动的抑制效果。/>的传递函数推导如下：

设置ω_c＝12，ω₀＝200(即β₁＝2ω₀＝400，)，k_d＝50。通过仿真，绘得当ω_re分别为400、600、800时，/>的伯德图如图6所示。可以发现，幅频曲线在频率ω_re处存在-90分贝的衰减峰，这表明，矢量自抗扰控制器对谐波扰动具备显著的抑制效果。

本发明所述的一种永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法适用于永磁同步电机控制领域。更具体地，适用于永磁同步电机磁场定向控制系统的d、q轴电流环。本发明提出的矢量电流自抗扰控制器可有效抑制永磁同步电机的电流谐波，降低转矩波动，提升电机运行的平稳性。

图7为电机在150r/min、5N·m工况运行下，电机d、q轴电流和三相电流的波形以及频谱分析。可见，传统自抗扰控制器的i_d、i_q脉动峰峰值分别达到0.42 A、0.078A，相电流畸变明显；在使用矢量自抗扰控制器后，i_d、i_q脉动峰峰值降为0.18A、0.033A，分别降低57％、58％，相电流正弦度提升。观察频谱柱状图可见，在使用矢量自抗扰控制器后，i_d、i_q的6次谐波成分显著降低，而直流分量不变，相电流的5、7次谐波也有明显降低。

图8为电机在600r/min、5N·m工况运行下，电机d、q轴电流和三相电流的波形以及频谱分析。可见，传统自抗扰控制器的i_d、i_q脉动峰峰值为1.21A、 0.29A，而矢量自抗扰控制器的i_d、i_q脉动峰峰值为0.39A、0.074A，分别降低 68％，74％。

图9为两种控制方式下i_d、i_q对指令信号的跟踪波形，指令信号为两段阶跃信号和一段正弦信号，在图9中以虚线标注。由图9可见，两种控制方式对应的指令跟踪性能几乎一致，这表明矢量自抗扰控制器在具备谐波抑制能力的同时，并不会牺牲跟踪性能。

图10为三种电参数(电阻、d轴电感、q轴电感)在电机运行过程中发生变化时，i_d、i_q的实验波形。可以发现，图10(a)中，当电阻发生突变时，i_d会出现明显波动，但迅速恢复到稳态，且参数变化前后电流的稳态纹波基本一致，类似的现象也可在图10(b)和图10(c)中观察到。综上，即便三种电参数出现0.5到2倍的显著变化，但i_d、i_q的稳态纹波并未有明显差异，这表明矢量自抗扰控制器具备较强的参数鲁棒性。

综上，本发明所提方法能够有效抑制电流谐波扰动，且控制系统的跟踪性能不受影响，同时，所提方法还具备较强的参数鲁棒性。由此，本专利所提方法的优越性得到了体现。

应当注意，尽管在上述的实施例中，以特定顺序描述了本说明书实施例的方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法，其特征在于，包括：

S1构建以电流为状态变量的d、q轴电流状态方程，并根据d、q轴电流状态方程对永磁同步电机驱动系统的d、q轴已知扰动和未知扰动进行建模，得到扰动模型；

S2将所述扰动模型中的未知扰动作为新的状态变量构建矢量扩张状态观测器，获取所述矢量扩张状态观测器输出的d、q轴未知扰动的直流扰动分量和谐波扰动分量的观测值；将所述直流扰动分量和谐波扰动分量的观测值之和作为未知扰动的观测值；

S3构建矢量电流自抗扰控制器，将所述未知扰动的观测值与已知扰动相加，得到集中扰动的观测值；

S4获取永磁同步电机驱动系统输出的电压的初步控制指令，将所述集中扰动的观测值补偿至所述初步控制指令中，得到谐波扰动抑制后的电压控制指令；

其中，所述扰动模型具体为：

其中，i_d、i_q为同步坐标系下的d、q轴电流；u_d、u_q分别为同步坐标系下的d、q轴电压分量；分别为d、q轴电压的控制指令；L_d、L_q分别表示d轴电感、q轴电感；f_0d、f_1d分别为d轴的已知扰动和未知扰动；f_0q、f_1q分别为q轴的已知扰动和未知扰动；ω_e为转子转速；ψ_f表示永磁体磁链；R_s表示定子电阻；

所述矢量电流自抗扰控制器的控制律设计为：

其中，分别为d、q轴电压的控制指令；L_d、L_q分别表示d轴电感、q轴电感；i_d、i_q为同步坐标系下的d、q轴电流；/>分别为d、q轴电流的控制指令；k_d、k_q分别为d、q轴比例增益；f_0d、f_0q分别为d、q轴的已知扰动；z_2d、z_2q分别为d、q轴未知扰动的观测值。

2.如权利要求1所述的永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法，其特征在于，S4中，所述获取永磁同步电机驱动系统输出的电压的初步控制指令，为：

获取d、q轴电流的指令值和反馈值，根据所述指令值和反馈值计算d、q轴的电流控制误差；

将所述电流控制误差输入至比例控制器，将d、q轴电流的指令值的微分前馈至比例控制器的输出，得到电压的初步控制指令。

3.如权利要求1或2所述的永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法，其特征在于，S2中，所述矢量扩张状态观测器具体为：

定义x_1d＝i_d，x_1q＝i_q；将扰动模型中的未知扰动定义为新的状态变量，即x_2d＝f_1d，x_2q＝f_1q；在频域下设计矢量扩张状态观测器：

其中，X₁(s)为d、q轴电流矢量，X₁(s)＝[X_1d(s) X_1q(s)]^T；

X₂(s)为未知扰动矢量，X₂(s)＝[X_2d(s) X_2q(s)]^T；

U^*(s)为d、q轴电压指令矢量，

Z₁(s)为d、q轴电流观测值矢量，Z₁(s)＝[Z_1d(s) Z_1q(s)]^T；

Z₂(s)为未知扰动观测值矢量，Z₂(s)＝[Z_2d(s) Z_2q(s)]^T；

E₁(s)为电流观测误差矢量，E₁(s)＝[E_1d(s) E_1q(s)]^T；

F₀(s)为已知扰动矢量，F₀(s)＝[F_0d(s) F_0q(s)]^T；

β₁、β₂为观测器增益参数；

ω_re为谐波扰动的频率；

ω_c为截至频率；

s为拉普拉斯算子，j为虚数因子。

4.如权利要求3所述的永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法，其特征在于，将直流扰动分量和谐波扰动分量的观测值之和作为未知扰动的观测值，具体为：

将未知扰动的观测值Z₂(s)表示为直流扰动和谐波扰动之和：

其中，为d、q轴直流扰动观测值矢量，/>

为d、q轴谐波扰动观测值矢量，/>

5.如权利要求3所述的永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法，其特征在于，还包括：将频域下的矢量扩张状态观测器转换为时域标量形式：

其中，z_1d、z_1q分别为x_1d、x_1q的观测值；

e_1d、e_1q分别为d、q轴电流观测误差；

z_2d、z_2q分别为x_2d、x_2q的观测值；

分别为d、q轴直流扰动的观测值；

分别为d、q轴谐波扰动的观测值；

β₁、β₂为观测器增益参数；

ω_re为谐波扰动的频率；

ω_c为截至频率。

6.如权利要求1或2所述的永磁同步电机电流谐波扰动抑制方法，其特征在于，S1中，所述构建以电流为状态变量的d、q轴电流状态方程，包括：

(1)建立永磁同步电机同步坐标系下的电压方程：

(2)根据所述电压方程，得到以d、q轴电流为状态变量的状态方程为：

其中，i_d、i_q和u_d、u_q分别为同步坐标系下的d、q轴电流和电压分量；

R_s、L_d、L_q、ψ_f、ω_e分别表示定子电阻、d轴电感、q轴电感、永磁体磁链和转子转速。