CN115276494A - 一种永磁同步电机解耦控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种永磁同步电机解耦控制方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN115276494A CN202210949978.7A CN202210949978A CN115276494A CN 115276494 A CN115276494 A CN 115276494A CN 202210949978 A CN202210949978 A CN 202210949978A CN 115276494 A CN115276494 A CN 115276494A
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Abstract

本申请公开了一种永磁同步电机解耦控制方法、装置、设备及存储介质，通过将d轴扰动值、q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入永磁同步电机定子电压方程，获得d轴和q轴电流变化率方程；根据d轴电流变化率方程、q轴电流变化率方程、d轴控制函数和q轴控制函数，获得d轴被控函数和q轴被控函数；根据d轴调节函数、q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得闭环传递函数；根据所述闭环传递函数，控制所述永磁同步电机。本申请中闭环传递函数由确定的参数表示，当环境变化时，无需重新整定控制器参数，提高解耦效率。

Description

一种永磁同步电机解耦控制方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及控制技术领域，特别是涉及一种永磁同步电机解耦控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
永磁同步电机(PMSM，Permanent Magnetic Synchronous Machine)因其可靠性高、体积小、控制简单等优点，在冶金、陶瓷、橡胶以及石油等行业中获得了广泛的应用。为提高永磁同步电机控制系统的性能，研究人员提出了各种控制策略用于永磁同步电机的控制。
现有技术中，通常按照自动控制理论中的典型一阶系统设计比例积分(PI)控制器的参数，当永磁同步电机的实际参数与PI控制器的参数匹配的时候才能实现解耦，同时在PI控制器的参数整定中，其整定方法多是依据经验得出，需要反复多次的试凑。
由于只有当永磁同步电机的实际参数与PI控制器的参数匹配的时候，才能实现解耦。一旦环境发生变化，永磁同步电机的实际参数受环境影响会发生改变，导致永磁同步电机的实际参数与PI控制器的参数失配，进而不能实现完全解耦。即PI控制器参数与电机的实际参数的匹配关系易受环境因素的影响，当环境发生变化时，需要重新整定PI控制器参数，使得解耦效率低。
发明内容
基于上述问题，本申请提供了一种永磁同步电机解耦控制方法、装置、设备及存储介质。
本申请实施例公开了如下技术方案：
本申请实施例提供一种永磁同步电机解耦控制方法，包括：
将永磁同步电机的d轴输出电压和q轴输出电压输入扩张状态观测器方程，获得d轴扰动值和q轴扰动值；
将所述d轴扰动值、所述q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入永磁同步电机定子电压方程，获得d轴电流变化率方程和q轴电流变化率方程；
根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程、d轴控制函数和q轴控制函数，获得d轴被控函数和q轴被控函数；
根据d轴调节函数、q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得闭环传递函数；
根据所述闭环传递函数，控制所述永磁同步电机。
进一步地，所述根据d轴调节函数、q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得闭环传递函数，包括：
根据d轴实际电流值与d轴参考电流值，获得第一差值；
根据q轴实际电流值与q轴参考电流值，获得第二差值；
根据所述第一差值、所述第二差值，d轴控制器的带宽、q轴控制器的带宽、预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感，获得所述d轴调节函数和所述q轴调节函数；
根据所述d轴调节函数、所述q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得所述闭环传递函数。
进一步地，所述将所述d轴扰动值、所述q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入永磁同步电机定子电压方程，获得d轴电流变化率方程和q轴电流变化率方程，包括：
对所述永磁同步电机定子电压方程进行等效变换，获得变换后d轴定子电压方程和变换后q轴定子电压方程；
将所述d轴扰动值、所述q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入所述变换后d轴定子电压方程和所述变换后q轴定子电压方程，获得所述d轴电流变化率方程和所述q轴电流变化率方程。
进一步地，所述根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程、d轴控制函数和q轴控制函数，获得d轴被控函数和q轴被控函数，包括：
根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程、所述d轴控制函数和所述q轴控制函数，获得d轴无扰动值方程和q轴无扰动值方程；
对所述d轴无扰动值方程和所述q轴无扰动值方程进行拉普拉斯变换，获得所述d轴被控函数和所述q轴被控函数。
进一步地，所述将永磁同步电机的d轴输出电压和q轴输出电压输入扩张状态观测器方程，获得d轴扰动值和q轴扰动值，包括：
根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程以及状态空间状态模型，获得所述扩张状态观测器方程；
将永磁同步电机的d轴输出电压和q轴输出电压输入所述扩张状态观测器方程，获得所述d轴扰动值和所述q轴扰动值。
进一步地，所述根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程以及状态空间状态模型，获得所述扩张状态观测器方程，包括：
根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程以及状态空间状态模型，获得扩张状态观测器模型；
根据扩张状态观测器的带宽、预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感，确定增益向量；
根据所述增益向量和所述扩张状态观测器模型，获得所述扩张状态观测器方程。
本申请实施例提供一种永磁同步电机解耦控制装置，包括：第一获得模块，第二获得模块，第三获得模块，第四获得模块以及控制模块；
所述第一获得模块，用于将永磁同步电机的d轴输出电压和q轴输出电压输入扩张状态观测器方程，获得d轴扰动值和q轴扰动值；
所述第二获得模块，用于将所述d轴扰动值、所述q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入永磁同步电机定子电压方程，获得d轴电流变化率方程和q轴电流变化率方程；
所述第三获得模块，用于根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程、d轴控制函数和q轴控制函数，获得d轴被控函数和q轴被控函数；
所述第四获得模块，用于根据d轴调节函数、q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得闭环传递函数；
所述控制模块，用于根据所述闭环传递函数，控制所述永磁同步电机。
进一步地，所述第四获得模块，包括：第一获得单元、第二获得单元、第三获得单元以及第四获得单元；
所述第一获得单元，用于根据d轴实际电流值与d轴参考电流值，获得第一差值；
所述第二获得单元，用于根据q轴实际电流值与q轴参考电流值，获得第二差值；
所述第三获得单元，用于根据所述第一差值、所述第二差值，d轴控制器的带宽、q轴控制器的带宽、预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感，获得所述d轴调节函数和所述q轴调节函数；
所述第四获得单元，用于根据所述d轴调节函数、所述q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得所述闭环传递函数。
进一步地，所述第二获得模块，用于对所述永磁同步电机定子电压方程进行等效变换，获得变换后d轴定子电压方程和变换后q轴定子电压方程；将所述d轴扰动值、所述q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入所述变换后d轴定子电压方程和所述变换后q轴定子电压方程，获得所述d轴电流变化率方程和所述q轴电流变化率方程。
进一步地，所述第三获得模块，用于根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程、所述d轴控制函数和所述q轴控制函数，获得d轴无扰动值方程和q轴无扰动值方程；对所述d轴无扰动值方程和所述q轴无扰动值方程进行拉普拉斯变换，获得所述d轴被控函数和所述q轴被控函数。
进一步地，所述第一获得模块，包括：
第五获得单元和第六获得单元；
所述第五获得单元，用于根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程以及状态空间状态模型，获得所述扩张状态观测器方程；
所述第六获得单元，用于将永磁同步电机的d轴输出电压和q轴输出电压输入所述扩张状态观测器方程，获得所述d轴扰动值和所述q轴扰动值。
进一步地，所述第五获得单元，用于：
根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程以及状态空间状态模型，获得扩张状态观测器模型；根据扩张状态观测器的带宽、预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感，确定增益向量；根据所述增益向量和所述扩张状态观测器模型，获得所述扩张状态观测器方程。
本申请实施例提供一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如上所述的一种永磁同步电机解耦控制方法的步骤。
本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的一种永磁同步电机解耦控制方法的步骤。
相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：
本申请通过将d轴扰动值、q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入永磁同步电机定子电压方程，获得d轴电流变化率方程和q轴电流变化率方程；根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程、d轴控制函数和q轴控制函数，获得d轴被控函数和q轴被控函数；根据d轴调节函数、q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得由已知参数组成的闭环传递函数；根据所述闭环传递函数，控制所述永磁同步电机。本申请将未知参数作为扰动值，通过扩张状态观测器估计出来进行消除，得到由已知参数组成的闭环传递函数，从而简化PI控制器的参数配置，当环境改变时不需要改变PI控制器参数，也可实现解耦控制，提高了解耦效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种永磁同步电机解耦控制框图；
图2为本申请实施例提供的一种永磁同步电机解耦控制方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的一种永磁同步电机解耦控制装置的结构示意图。
具体实施方式
正如前文描述，目前的如何提高永磁同步电机的解耦效率，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明人经过研究发现，根据同步旋转坐标系下的永磁同步电机定子电压方程，d轴和q轴的定子电压方程存在交叉耦合，使用现有技术中的解耦控制方法，只有当永磁同步电机的实际参数与PI控制器的参数相匹配的时候，才能实现解耦。而永磁同步电机的实际参数受环境影响会发生改变，导致永磁同步电机的实际参数与PI控制器的参数失配，进而不能实现完全解耦。同时现有技术中为实现永磁同步电机的实际参数与PI控制器的参数的匹配，需要依据经验整定PI控制器参数，需要反复多次的试凑，使得匹配效率低。进而采用现有的解耦控制方法，当环境发生变化时，需要重新整定PI控制器的参数，使得解耦效率低。
基于此，本申请实施例将未知参数当做扰动值，通过扩张状态观测器将估计出d轴扰动值和q轴扰动值，将d轴扰动值、q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入永磁同步电机定子电压方程，获得d轴电流变化率方程和q轴电流变化率方程；根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程、d轴控制函数和q轴控制函数，获得d轴被控函数和q轴被控函数；根据d轴调节函数、q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得消除了未知参数的闭环传递函数；根据所述闭环传递函数，实现永磁同步电机的解耦控制。由于将未知参数当做扰动值，通过扩张状态观测器将估计出，得到由已知参数组成的闭环传递函数，闭环传递函数中的参数不因环境变化而改变，因而当环境改变时不需要改变PI控制器参数，也可实现解耦控制，提高了解耦效率。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供一种永磁同步电机解耦控制方法，参见图1，该图为本申请实施例提供的一种永磁同步电机解耦控制框图，图2为本申请实施例提供的一种永磁同步电机解耦控制方法的流程图，包括步骤101～步骤105。
步骤101：将永磁同步电机的d轴输出电压和q轴输出电压输入扩张状态观测器方程，获得d轴扰动值和q轴扰动值。
利用扩张状态观测器将d轴扰动值和q轴扰动值估计出来，以便后续将d轴扰动值和q轴扰动值消除。
步骤102：将所述d轴扰动值、所述q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入永磁同步电机定子电压方程，获得d轴电流变化率方程和q轴电流变化率方程。
基于磁场定向理论，忽略PMSM的磁带损耗，同步旋转坐标系下的永磁同步电机定子电压方程可由式(1)表示：
Figure BDA0003789135960000071
式(1)中，Ud、Uq分别是d轴输出电压和q轴输出电压；id、iq分别是d轴定子电流和q轴定子电流；R是定子电阻，
Figure BDA0003789135960000072
是永磁体磁链；ωe是电角速度；Ld、Lq分别是d轴电感和q轴电感。其中，R、Ld、Lq、ωe会随环境变化而发生改变。
设一阶单输入单输出系统的数学模型如式(2)所示：
Figure BDA0003789135960000073
式(2)中，y是系统的输出变量，u是系统的输入变量，w为外部扰动，参数a、b均未知参数，假如有a0≈a，b0≈b，则将式(2)转换为式(3)：
Figure BDA0003789135960000074
若将[(-a+a0)y+(b-b0)u+w]作为总扰动f，可将式(3)变形为式(4)：
Figure BDA0003789135960000081
式(4)为典型一阶系统模型，且由固定参数构成，基于此设计的控制系统更加稳定。
将d轴扰动值、q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入式(1)，得到与式(4)形式相同的d轴电流变化率方程和q轴电流变化率方程如式(5)所示：
Figure BDA0003789135960000082
式(5)中，R0为预设电阻值且R0≈R；Ld0和Lq0分别为预设d轴电感和预设q轴电感，且Ld0≈Ld，Lq0≈Lq；fd和fq分别为d轴扰动值和q轴扰动值。
通过将d轴扰动值、q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入永磁同步电机定子电压方程，得到了消除未知参数的d轴电流变化率方程和q轴电流变化率方程，且由式(5)可以看出，可以将永磁同步电机当做参数固定的典型一阶系统进行设计，由于典型一阶系统的响应是确定且稳定的，因此基于典型一阶系统设计的永磁同步电机的控制系统也更加稳定。
步骤103：根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程、d轴控制函数和q轴控制函数，获得d轴被控函数和q轴被控函数。
可以将控制函数配置为如式(6)所示形式：
Figure BDA0003789135960000083
式(6)中，u0为调节函数。
根据式(6)与式(4)，可得到被控函数如式(7)所示：
Figure BDA0003789135960000084
根据与式(4)形式相同的d轴电流变化率方程和q轴电流变化率方程，以及与式(6)形式相同的d轴控制函数和q轴控制函数，可以获得d轴被控函数和q轴被控函数。
步骤104：根据d轴调节函数、q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得闭环传递函数。
设计调节函数如式(8)所示：
u0＝(kp+ski)e (8)
式(8)中，kp为比例调节系数，ki为积分调节系数，e为差值。
根据式(8)和式(7)，得到由确定参数表示的闭环传递函数。
与上述步骤相同，在永磁同步电机解耦控制系统中，根据与式(8)形式相同的d轴调节函数和q轴调节函数，以及与式(7)形式相同的d轴被控函数和q轴被控函数，可以获得由确定参数表示闭环传递函数。
步骤105：根据所述闭环传递函数，控制所述永磁同步电机。
通过步骤101～步骤104获得的闭环传递函数是由确定的参数表示的，以此进行永磁同步电机的控制，可以使得系统更加稳定。
综上所述，本申请实施例将未知参数当做扰动值，通过扩张状态观测器将估计出，在消除扰动值后，可以将永磁同步电机当做参数固定的典型一阶系统进行设计，得到由已知参数组成的闭环传递函数，闭环传递函数中的参数不因环境变化而改变，因而当环境改变时不需要改变PI控制器参数，也可实现解耦控制，提高了解耦效率。
进一步地，上述步骤104可以通过步骤201～步骤204实现。
步骤201：根据d轴实际电流值与d轴参考电流值，获得第一差值。
步骤202：根据q轴实际电流值与q轴参考电流值，获得第二差值。
步骤203：根据所述第一差值、所述第二差值，d轴控制器的带宽、q轴控制器的带宽、预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感，获得所述d轴调节函数和所述q轴调节函数。
式(8)中，令d轴比例调节系数kpd＝ωcd，d轴积分调节系数kid＝ωcd×a0d，ed表示第一差值。其中，ωcd为d轴控制器的带宽，
Figure BDA0003789135960000091
令q轴比例调节系数kpq＝ωcq，q轴积分调节系数kiq＝ωcq×a0q，eq表示第二差值。其中，ωcq为q轴控制器的带宽，
Figure BDA0003789135960000092
步骤204：根据所述d轴调节函数、所述q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得所述闭环传递函数。
对于d轴，闭环传递函数如式(9)所示，
Figure BDA0003789135960000101
式(9)中，b0d＝1/Ld0。
对于q轴，闭环传递函数如式(10)所示，
Figure BDA0003789135960000102
式(10)中，b0q＝1/Lq0。
进一步地，步骤102可以通过步骤301～步骤302实现。
步骤301：对所述永磁同步电机定子电压方程进行等效变换，获得变换后d轴定子电压方程和变换后q轴定子电压方程；
对式(1)进行等效变换，获得变换后d轴定子电压方程和变换后q轴定子电压方程，如式(11)所示：
Figure BDA0003789135960000103
步骤302：将所述d轴扰动值、所述q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入所述变换后d轴定子电压方程和所述变换后q轴定子电压方程，获得所述d轴电流变化率方程和所述q轴电流变化率方程。
将所述d轴扰动值、所述q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入式(11)，获得所述d轴电流变化率方程和所述q轴电流变化率方程，如式(5)所示。
进一步地，步骤103可以通过步骤401～步骤402实现。
步骤401：根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程、所述d轴控制函数和所述q轴控制函数，获得d轴无扰动值方程和q轴无扰动值方程。
以式(6)到式(7)的推导过程为例，忽略估计误差，根据式(6)对式(4)进行转换，得到式(12)：
Figure BDA0003789135960000104
根据与式(6)形式相同的d轴控制函数和q轴控制函数，对与式(4)形式相同的d轴电流变化率方程和q轴电流变化率方程进行转换，得到与式(12)形式相同的d轴无扰动值方程和q轴无扰动值方程。
步骤402：对所述d轴无扰动值方程和所述q轴无扰动值方程进行拉普拉斯变换，获得所述d轴被控函数和所述q轴被控函数。
对所述d轴无扰动值方程和所述q轴无扰动值方程进行拉普拉斯变换，获得与式(7)形式相同的d轴被控函数和q轴被控函数。
由此得到的d轴被控函数和q轴被控函数均是以确定的参数表示，以此进行系统，使得系统稳定性得到提高。
进一步地，步骤101通过步骤501～步骤502实现。
步骤501：根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程以及状态空间状态模型，获得所述扩张状态观测器方程。
以一阶单输入单输出系统的数学模型为例，根据状态空间状态模型可以将式(4)表示为式(13)的形式：
Figure BDA0003789135960000111
式(13)中，
Figure BDA0003789135960000112
C＝[1 0]。
获得扩张状态观测器方程，如式(14)所示：
Figure BDA0003789135960000113
式(14)中，L为所述扩张状态观测器的增益向量。
根据与式(4)形式相同的d轴电流变化率方程和q轴电流变化率方程以及状态空间状态模型，可以获得扩张状态观测器方程。
步骤502：将永磁同步电机的d轴输出电压和q轴输出电压输入所述扩张状态观测器方程，获得所述d轴扰动值和所述q轴扰动值。
利用扩张状态观测器方程，得到d轴扰动值和q轴扰动值，从而消除闭环传递函数中的未知参数。
进一步地，步骤501可以通过步骤601～步骤603实现。
步骤601：根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程以及状态空间状态模型，获得扩张状态观测器模型。
以一阶单输入单输出系统的数学模型为例，根据式(4)以及状态空间状态模型，获得扩张状态观测器模型如式(15)所示：
Figure BDA0003789135960000121
步骤602：根据扩张状态观测器的带宽、预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感，确定增益向量。
式(15)中，令
Figure BDA0003789135960000122
ω0为扩张状态观测器的带宽且ω0＞0。
应用于永磁同步电机中，对于d轴，a0用a0d表示，对于q轴，a0用a0q表示。
步骤603：根据所述增益向量和所述扩张状态观测器模型，获得所述扩张状态观测器方程。
通过获得所述扩张状态观测器方程，以便将未知参数作为扰动值估计出来，并进行消除，进而获得由确定的参数表示的d轴被控函数和q轴被控函数。
本申请实施例提供一种永磁同步电机解耦控制装置，参见图3，该图为本申请实施例提供的一种永磁同步电机解耦控制装置的结构示意图。其具体实现方式与上述方法的实施例中记载的实施方式、所达到的技术效果一致，部分内容不再赘述。
一种永磁同步电机解耦控制装置，包括：第一获得模块1101，第二获得模块1102，第三获得模块1103，第四获得模块1104以及控制模块1105；
所述第一获得模块1101，用于将永磁同步电机的d轴输出电压和q轴输出电压输入扩张状态观测器方程，获得d轴扰动值和q轴扰动值；
所述第二获得模块1102，用于将所述d轴扰动值、所述q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入永磁同步电机定子电压方程，获得d轴电流变化率方程和q轴电流变化率方程；
所述第三获得模块1103，用于根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程、d轴控制函数和q轴控制函数，获得d轴被控函数和q轴被控函数；
所述第四获得模块1104，用于根据d轴调节函数、q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得闭环传递函数；
所述控制模块1105，用于根据所述闭环传递函数，控制所述永磁同步电机。
综上所述，本申请实施例提供的装置可以将未知参数当做扰动值，通过扩张状态观测器将估计出来，进而使得永磁同步电机可以被当做参数固定的典型一阶系统进行设计，得到由已知参数组成的闭环传递函数，闭环传递函数中的参数不因环境变化而改变，因而当环境改变时不需要改变PI控制器参数，也可实现解耦控制，提高了解耦效率。
进一步地，所述第四获得模块1104，包括：第一获得单元1201、第二获得单元1202、第三获得单元1203以及第四获得单元1204；
所述第一获得单元1201，用于根据d轴实际电流值与d轴参考电流值，获得第一差值；
所述第二获得单元1202，用于根据q轴实际电流值与q轴参考电流值，获得第二差值；
所述第三获得单元1203，用于根据所述第一差值、所述第二差值，d轴控制器的带宽、q轴控制器的带宽、预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感，获得所述d轴调节函数和所述q轴调节函数；
所述第四获得单元1204，用于根据所述d轴调节函数、所述q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得所述闭环传递函数。
进一步地，所述第二获得模块1102，用于对所述永磁同步电机定子电压方程进行等效变换，获得变换后d轴定子电压方程和变换后q轴定子电压方程；将所述d轴扰动值、所述q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入所述变换后d轴定子电压方程和所述变换后q轴定子电压方程，获得所述d轴电流变化率方程和所述q轴电流变化率方程。
进一步地，所述第三获得模块1103，用于根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程、所述d轴控制函数和所述q轴控制函数，获得d轴无扰动值方程和q轴无扰动值方程；对所述d轴无扰动值方程和所述q轴无扰动值方程进行拉普拉斯变换，获得所述d轴被控函数和所述q轴被控函数。
进一步地，所述第一获得模块1101，包括：
第五获得单元1301和第六获得单元1302；
所述第五获得单元1301，用于根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程以及状态空间状态模型，获得所述扩张状态观测器方程；
所述第六获得单元1302，用于将永磁同步电机的d轴输出电压和q轴输出电压输入所述扩张状态观测器方程，获得所述d轴扰动值和所述q轴扰动值。
进一步地，所述第五获得单元1301，用于：
根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程以及状态空间状态模型，获得扩张状态观测器模型；根据扩张状态观测器的带宽、预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感，确定增益向量；根据所述增益向量和所述扩张状态观测器模型，获得所述扩张状态观测器方程。
本申请实施例提供一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如上所述的一种永磁同步电机解耦控制方法的步骤。
本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的一种永磁同步电机解耦控制方法的步骤。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备及存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置、设备及存储介质实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元提示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机解耦控制方法，其特征在于，包括：
将永磁同步电机的d轴输出电压和q轴输出电压输入扩张状态观测器方程，获得d轴扰动值和q轴扰动值；
将所述d轴扰动值、所述q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入永磁同步电机定子电压方程，获得d轴电流变化率方程和q轴电流变化率方程；
根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程、d轴控制函数和q轴控制函数，获得d轴被控函数和q轴被控函数；
根据d轴调节函数、q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得闭环传递函数；
根据所述闭环传递函数，控制所述永磁同步电机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据d轴调节函数、q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得闭环传递函数，包括：
根据d轴实际电流值与d轴参考电流值，获得第一差值；
根据q轴实际电流值与q轴参考电流值，获得第二差值；
根据所述第一差值、所述第二差值，d轴控制器的带宽、q轴控制器的带宽、预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感，获得所述d轴调节函数和所述q轴调节函数；
根据所述d轴调节函数、所述q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得所述闭环传递函数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述d轴扰动值、所述q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入永磁同步电机定子电压方程，获得d轴电流变化率方程和q轴电流变化率方程，包括：
对所述永磁同步电机定子电压方程进行等效变换，获得变换后d轴定子电压方程和变换后q轴定子电压方程；
将所述d轴扰动值、所述q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入所述变换后d轴定子电压方程和所述变换后q轴定子电压方程，获得所述d轴电流变化率方程和所述q轴电流变化率方程。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程、d轴控制函数和q轴控制函数，获得d轴被控函数和q轴被控函数，包括：
根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程、所述d轴控制函数和所述q轴控制函数，获得d轴无扰动值方程和q轴无扰动值方程；
对所述d轴无扰动值方程和所述q轴无扰动值方程进行拉普拉斯变换，获得所述d轴被控函数和所述q轴被控函数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将永磁同步电机的d轴输出电压和q轴输出电压输入扩张状态观测器方程，获得d轴扰动值和q轴扰动值，包括：
根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程以及状态空间状态模型，获得所述扩张状态观测器方程；
将永磁同步电机的d轴输出电压和q轴输出电压输入所述扩张状态观测器方程，获得所述d轴扰动值和所述q轴扰动值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程以及状态空间状态模型，获得所述扩张状态观测器方程，包括：
根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程以及状态空间状态模型，获得扩张状态观测器模型；
根据扩张状态观测器的带宽、预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感，确定增益向量；
根据所述增益向量和所述扩张状态观测器模型，获得所述扩张状态观测器方程。
7.一种永磁同步电机解耦控制装置，其特征在于，包括：第一获得模块，第二获得模块，第三获得模块，第四获得模块以及控制模块；
所述第一获得模块，用于将永磁同步电机的d轴输出电压和q轴输出电压输入扩张状态观测器方程，获得d轴扰动值和q轴扰动值；
所述第二获得模块，用于将所述d轴扰动值、所述q轴扰动值，预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感输入永磁同步电机定子电压方程，获得d轴电流变化率方程和q轴电流变化率方程；
所述第三获得模块，用于根据所述d轴电流变化率方程、所述q轴电流变化率方程、d轴控制函数和q轴控制函数，获得d轴被控函数和q轴被控函数；
所述第四获得模块，用于根据d轴调节函数、q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得闭环传递函数；
所述控制模块，用于根据所述闭环传递函数，控制所述永磁同步电机。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第四获得模块，包括：第一获得单元、第二获得单元、第三获得单元以及第四获得单元；
所述第一获得单元，用于根据d轴实际电流值与d轴参考电流值，获得第一差值；
所述第二获得单元，用于根据q轴实际电流值与q轴参考电流值，获得第二差值；
所述第三获得单元，用于根据所述第一差值、所述第二差值，d轴控制器的带宽、q轴控制器的带宽、预设电阻值、预设d轴电感和预设q轴电感，获得所述d轴调节函数和所述q轴调节函数；
所述第四获得单元，用于根据所述d轴调节函数、所述q轴调节函数、所述d轴被控函数和所述q轴被控函数，获得所述闭环传递函数。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如权利要求1-6任一项所述的一种永磁同步电机解耦控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的一种永磁同步电机解耦控制方法的步骤。
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