CN117595737B - 基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法及系统 - Google Patents

基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法及系统 Download PDF

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CN117595737B CN202410073523.2A CN202410073523A CN117595737B CN 117595737 B CN117595737 B CN 117595737B CN 202410073523 A CN202410073523 A CN 202410073523A CN 117595737 B CN117595737 B CN 117595737B
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Abstract

本申请公开了基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法及系统，包括：以获取的电机的定子电流和定子电压作为扰动观测器的输入，并设置第一可调参数和第二可调参数，建立二阶复系数扰动观测器，获取扰动观测器所输出的扩展反电动势观测值，第一可调参数和第二可调参数用以调整扰动观测器的幅频特性和相频特性，将扩展反电动势观测值作为锁相环的输入，输出电机的电角速度估计值和电角度估计值，以电角速度估计值作为扰动观测器的中心频率，反馈至扰动观测器进行闭环控制。本申请能够实现电机动态响应无相位延迟，并可消除电流传感器的直流偏置测量误差及采集电压的直流偏置误差的影响。

Description

基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法及系统
技术领域
本申请涉及永磁同步电机技术领域，尤其涉及一种基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法及系统。
背景技术
永磁同步电动机（Permanent Magnet Synchronous Machine,PMSM）具有电机转矩纹波系数小，效率高、功率密度高、动态响应快、过载能力强等有点，因此近年来PMSM及其控制在现代工业及新能源领域中得到了广泛的应用。
为了实现永磁同步电机的高性能控制，需要再电机轴上安装位置传感器对电机转子位置和转速进行准确测量。然而，安装一个位置传感器会增大电机体积、增加电机成本、增大装配难度，同时在恶劣工况下，降低系统整体运行的可靠性。因此，对永磁同步电机的无位置传感器控制展开了大量的研究，通过适当的方法准确估计出转子的位置和速度，从而取代传统的位置传感器。
在电机的中高速运行区域，通常采用观测扩展反电动势的方法，进而得到电机的转子位置和速度信息。但传统的观测器，如滑模观测器、初等扰动观测器等，会导致观测的扩展反电动势滞后电机实际的反电动势，因此在一些暂态过程中，响应较差；同时，如果采集得到的电流或电压存在直流偏置误差会使得观测扩展反电动势存在误差，进而影响观测精度。
发明内容
本申请的目的在于一种基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法，实现电机动态响应无相位延迟，且可消除采集到的电流或电压存在直流偏置误差的影响。
基于上述目的，本申请提供一种基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法，该方法包括步骤：
S1、以获取的电机的定子电流和定子电压作为扰动观测器的输入，并设置第一可调参数和第二可调参数，建立二阶复系数扰动观测器，获取扰动观测器所输出的扩展反电动势观测值，第一可调参数和第二可调参数用以调整扰动观测器的幅频特性和相频特性；
S2、将扩展反电动势观测值作为锁相环的输入，输出电机的电角速度估计值和电角度估计值；
S3、以电机的电角速度估计值作为扰动观测器的中心频率，反馈至扰动观测器进行闭环控制。
进一步的，步骤S1包括：
永磁同步电机运行的状态方程为：
；
其中，和/>表示α-β坐标系下α轴和β轴的定子电流，/>和/>表示α-β坐标系下α轴和β轴的定子电压，/>和/>表示电机的定子d轴和q轴电感，/>表示电机定子电阻，/>表示电机的电角速度，/>和/>表示α-β坐标系下α轴和β轴的扩展反电动势实际值，其中，
；
其中，表示实际的电机电角度，/>表示电机磁链，/>表示扩展反电动势幅值，其中，
；
将获取的电机的定子电流作为扰动观测器的状态变量x为：
；
将获取的电机的定子电压作为扰动观测器的输入量u：
；
将扩展反电动势实际值作为扰动量d为：
；
电机运行的状态方程表示为：
；
其中， A、B0、B1分别为相应的系数矩阵：
；
根据电机运行的状态方程构建二阶复系数扰动观测器，得到频域下的扰动观测器的传递函数为：
；
其中，j表示复数单位，s表示复变量，表示频域下扩展反电动势实际值，/>表示频域下扩展反电动势观测值，/>表示扰动观测器的中心频率，/>表示扰动观测器的第一可调参数和第二可调参数。
进一步的，步骤S1包括：
将频域下的扰动观测器的传递函数转换为时域下的扰动观测器的微分方程为：
；
令中间变量z为：
；
根据中间变量z的导数，二阶复系数扰动观测器的微分方程表示为：
。
进一步的，步骤S1包括：
将扰动观测器的状态变量x、扰动观测器的输入量u以及扩展反电动势观测值，代入二阶复系数扰动观测器的微分方程，得到二阶复系数扰动观测器方程为：
；
其中，和/>表示扩展反电动势观测值。
进一步的，步骤S1包括：
根据频域下的扰动观测器的传递函数和电机运行方程，联立得到电流对观测的扩展反电动势观测值的传递函数为：
；
其中，表示采集的电流值；
的直流分量增益/>，当测量得到电机定子电流有直流偏置误差时，则扩展反电动势观测值与扩展反电动势实际值的误差为/>。
进一步的，步骤S1包括：
根据频域下的扰动观测器的传递函数和电机运行方程，联立得到电压对观测的扩展反电动势观测值的传递函数为：
；
其中，表示采集的电压值。
的直流分量增益/>，当测量得到电机定子电压有电压误差/>时，则扩展反电动势观测值与扩展反电动势实际值的误差为/>。
进一步的，步骤S1包括：
将频域下的扰动观测器的传递函数在复频域求解，得到特征根s1和s2为：
；
其中，
；
当特征根s1和s2均在复频域的左半平面时，二阶复系数扰动观测器收敛后稳定。
进一步的，锁相环还包括补偿鉴相器和PI控制器，步骤S2还包括：
将扩展反电动势观测值以及电角度估计值输入到补偿鉴相器，计算得到误差；
将补偿鉴相器输出的误差输入到PI控制器进行积分控制运算，并输出补偿角度；
将电角度估计值和补偿角度的累加之和作为补偿后的电角度估计值。
基于上述目的，本申请提供一种基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制系统，该系统包括：
观测器模块，用于以获取的电机的定子电流和定子电压作为扰动观测器的输入，并设置第一可调参数和第二可调参数，建立二阶复系数扰动观测器，获取扰动观测器所输出的扩展反电动势观测值，第一可调参数和第二可调参数用以调整扰动观测器的幅频特性和相频特性；
锁相环模块，用于将扩展反电动势观测值作为锁相环的输入，输出电机的电角速度估计值和电角度估计值，并以电机的电角速度估计值作为扰动观测器的中心频率，反馈至扰动观测器进行闭环控制。
基于上述目的，本申请提供一种计算机设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口、存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的所述计算机程序时，实现如上所述的方法的步骤。
本申请通过构建二阶复系数扰动观测器，输出电机的扩展反电动势观测值，并通过锁相环得到电机的转子位置角及转速信息，该技术方案建模简单，易于工程实现，可实现电机的动态响应无相位延迟，且可消除采集到的电流或电压直流偏置误差的影响，对电机的工况变化具有较强的鲁棒性。
附图说明
图1是根据本申请实施例提供的基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法的流程图；
图2是根据本申请实施例提供的基于二阶复系数扰动观测器的无位置传感器控制系统的系统示意图；
图3是根据本申请实施例提供的二阶复系数扰动观测器的控制框图；
图4是根据本申请实施例提供的锁相环控制系统的系统示意图；
图5是根据本申请实施例提供的采集到的电流和电压均无误差情况下的仿真结果示意图；
图6是根据本申请实施例提供的采集到的电流和电压都存在直流偏置误差情况下的仿真结果示意图；
图7是根据本申请实施例提供的电角度估计值补偿后的仿真结果示意图；
图8是根据本申请实施例提供基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制系统的系统框图；
图9是根据本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述，但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。
请参考图1，本申请实施例提供一种基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法，该方法包括步骤：
S1、以获取的电机的定子电流和定子电压作为扰动观测器的输入，并设置第一可调参数和第二可调参数，建立二阶复系数扰动观测器，获取扰动观测器所输出的扩展反电动势观测值，第一可调参数和第二可调参数用以调整扰动观测器的幅频特性和相频特性；
S2、将扩展反电动势观测值作为锁相环的输入，输出电机的电角速度估计值和电角度估计值；
S3、以电机的电角速度估计值作为扰动观测器的中心频率，反馈至扰动观测器进行闭环控制。
本申请将电机的扩展反电动势假设为扰动量，搭建二阶复系数扰动观测器以观测电机的扩展反电动势，通过设置第一可调参数和第二可调参数，用以调整扰动观测器的幅频特性和相频特性，以降低不同工况下电机转速抖动所带来的影响。将扩展反电动势观测值作为锁相环的输入，通过锁相环得到电机的电角速度估计值和电角度估计值。将电角速度估计值作为扰动观测器的中心频率，反馈给扰动观测器，从而实现电机转速的闭环控制。该方案实现了永磁同步电机在中高速的无位置传感器控制下的稳定运行，技术方案建模简单，可实现电机的动态响应无相位延迟，且可消除采集到的电流和电压的直流偏置误差的影响，对电机工况变化具有较强的鲁棒性。
如图2所示的永磁电机基于二阶复系数扰动观测器的无位置传感器控制系统框图。通过三相电同步流采样得到三相坐标系下的电机定子电流iA、iB、iC，iA、iB、iC分别表示A、B、C三相各自的定子电流，将三相坐标系下的电机定子电流iA、iB、iC通过三相到两相坐标变换得到α-β坐标系下的电流分量iα和iβ，iα和iβ分别表示α-β坐标系下α轴和β轴各自的定子电流。根据本申请扰动观测器得到的电机的电角度，将α-β坐标系下α轴和β轴各自的定子电流通过Park变换，得到d-q坐标系下的电流分量id和iq，id和iq分别表示d-q坐标系下d轴和q轴各自的定子电流。根据本申请扰动观测器输出的电机的电角速度与期望的转速经过PI控制得到期望的d轴和q轴的定子电压ud和uq，将定子电压ud和uq经过Park逆变换得到α轴和β轴的定子电压uα和uβ，从而实现电机转速的闭环控制。
永磁同步电机运行的状态方程为：
；
其中，和/>表示α-β坐标系下α轴和β轴的定子电流，/>和/>表示α-β坐标系下α轴和β轴的定子电压，/>和/>表示电机的定子d轴和q轴电感，/>表示电机定子电阻，/>表示电机的电角速度，/>和/>表示α-β坐标系下α轴和β轴的扩展反电动势实际值，/>和/>表示为：
；
其中，表示实际的电机电角度，/>表示电机磁链，/>表示扩展反电动势幅值，
。
如上公式所示，α-β坐标系下的扩展反电动势中包含了电机的电角度信息，因此可以通过扰动观测器观测得到扩展反电动势，通过锁相环进而得到电机估算的电角速度和电角度，从而得到电机的转速和位置信息。
将获取的电机定子电流作为扰动观测器的状态变量x：
；
将获取的电机定子电压作为扰动观测器的输入量u：
；
将扩展反电动势实际值作为扰动量d，即为扰动观测器的被观测量：
；
因此电机运行的状态方程可表示为：
；
其中x为状态变量，u为输入量，d为扰动量，A、B0、B1分别为相应的系数矩阵，其中，
；
根据电机运行的状态方程构建二阶复系数扰动观测器，得到频域下的扰动观测器的传递函数为：
；
其中，j表示复数单位，s表示复变量，表示频域下实际的扩展反电动势，/>表示频域下的扩展反电动势观测值，即扰动观测器的输出，/>表示扰动观测器的中心频率，表示扰动观测器的第一可调参数和第二可调参数，以调整扰动观测器的幅频特性及相频特性，降低不同工况下电机转速抖动所带来的影响。
将频域下的扰动观测器的传递函数转换为时域下的扰动观测器的微分方程为：
；
令中间变量z为：
；
则中间变量z的导数表示为：
；
根据中间变量z，二阶复系数扰动观测器的微分方程表示为：
；
将扰动观测器的状态变量x、扰动观测器的输入量u以及扩展反电动势观测值，代入二阶复系数扰动观测器的微分方程，得到二阶复系数扰动观测器方程为：
；
其中，和/>表示扩展反电动势观测值。
如图3所示的二阶复系数扰动观测器的控制框图，通过该二阶复系数扰动观测器得到扩展反电动势观测值和/>，将扩展反电动势观测值/>和/>作为锁相环的输入，输出电机的电角速度估计值/>和电角度估计值/>。
根据该技术方案，通过上述频域下的扰动观测器的传递函数，可以看出，当锁相环输出的电角速度估计值作为扰动观测器的中心频率/>时，代入扰动观测器的传递函数，可以得到/>，即观测的扩展反电动势观测值与实际的扩展反电动势的幅值相等且不存在相位延迟。因此，使用二阶复系数扰动观测器可以使得观测反电动势与实际反电动势无相位延迟，有较好的动态响应。
作为一种可选的实现方式，根据频域下的扰动观测器的传递函数和电机运行方程，联立得到电流对观测的扩展反电动势观测值的传递函数为：
；
其中，表示采集的电流值。
由上述公式可知，的直流分量增益/>，因此当测量得到电机定子电流有直流偏置误差/>时，则反电动势观测器误差为/>，因此可消除电流传感器的直流偏置测量误差的影响。
作为一种可选的实现方式，根据频域下的扰动观测器的传递函数和电机运行方程，联立得到电压对观测的扩展反电动势观测值的传递函数为：
；
其中，表示采集的电压值。
由上述公式可知，的直流分量增益/>，因此当测量得到电机定子电压有电压误差/>时，则扩展反电动势观测值与扩展反电动势实际值的误差为，因此可消除电压测量误差的影响。
将频域下的扰动观测器的传递函数在复频域求解，得到特征根s1和s2为：
；
其中，
；
当特征根s1和s2均在复频域的左半平面时，即时，二阶复系数扰动观测器收敛后稳定。a、b为恒大于0的值，如果/>，/>一定在复频域的右半平面，系统不稳定。因此，只有当/>时，才可以使得系统稳定，此时/>一定在复频域的左半平面，当/>时，/>在复频域的左半平面，可解得/>，即当/>时，收敛后稳定。
将扩展反电动势观测值作为锁相环的输入，输出电机的电角速度估计值和电角度估计值，以电机的电角速度估计值作为扰动观测器的中心频率，反馈给扰动观测器进行闭环控制。锁相环系统是由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器三部分组成。将观测的扩展反电动势观测值和/>，以及压控振荡器输出的电角度估计值/>输入到鉴相器，计算误差为：
；
将误差通过环路滤波器和压控振荡器得到电角速度估计值和电角度估计值。以电机的电角速度作为扰动观测器的中心频率，反馈给扰动观测器进行闭环控制。以扩展反电动势观测值作为锁相环输入信号，根据反电动势与转子位置之间的关系，建立锁相环转子位置检测系统，来提取反电动势中包含的位置信号及转速信息。
作为一种可选的实现方式，在电机调速过程或者因转矩突变导致速度变化过程中，传统的锁相环设计会导致相位误差，因此对输出的电角度估计值进行角度补偿，以减小调速过程中电角度的观测误差。在转速变化过程中，压控振荡器输出的电角度估计值与输入角度会存在一个误差。因此需要补偿环节消除转速变化过程中的角度误差，加入补偿环节的锁相环控系统如图4所示，锁相环系统是由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器和补偿环节四部分组成，补偿环节包括补偿鉴相器和PI控制器。补偿后的电角度估计值/>由压控振荡器输出的电角度估计值/>和补偿角度/>相加得到。具体得，锁相环还包括补偿鉴相器和PI控制器，将扩展反电动势观测值/>和/>以及电角度估计值/>输入到补偿鉴相器，计算得到误差为：
；
将补偿鉴相器输出的误差输入到PI控制器进行积分控制运算，并输出补偿角度为：
；
将电角度估计值和补偿角度/>的累加之和作为补偿后的电角度估计值/>，以补偿后的电角度估计值/>作为电机控制过程中park变换和反park变换所用角度。示例性地设置，/>=0.5，/>=0.05。
以下对电机在调速过程中不做电角度补偿的话会存在角度误差的情况进行说明。
锁相环的输入角度到压控振荡器的输出角度的传递函数为：
；
输入角度到压控振荡器输出角度误差的传递函数为：
；
当转速斜坡变化时，，其中，/>为速度斜坡变化前初速度，/>为速度变化斜率，角度变化为斜坡函数与抛物线函数相加的形式，即/>，角度变化在s域内可表达为/>，此时角度的稳态误差为，因此传统的锁相环在转速变化过程中会存在角度误差。
以下对电角度补偿后可以消除调速过程中的角度误差的情况进行说明。
锁相环的输入角度到压控振荡器的输出角度的传递函数为：
；
输入角度到观测角度的传递函数为：
；
输入角度到误差的传递函数为：
；
当转速斜坡变化时，，其中，/>为速度斜坡变化前初速度，/>为速度变化斜率，角度变化为斜坡函数与抛物线函数相加的形式，即/>，角度变化在s域内可表达为/>，此时角度的稳态误差为，可以通过对锁相环增加补偿环节以消除调速过程中观测电角度的稳态误差。
本申请的一具体实施例，永磁同步电机的参数设置如下表：
如图5为在采集得到电流及电压均无误差情况下，电机无位置传感器运行下的实验结果示意图，电机运行下加减转矩、加减转速过程中，实际转速、观测转速、转速误差及电角度无差别波形图如图5所示，图中可以看出通过本申请的基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法，观测的转速几乎不存在延迟，有较好的动态响应效果。图6为当A相电流传感器存在0.25A的直流偏置测量误差且相采集电压存在10V直流偏置误差时，电机无位置传感器运行下的仿真结果示意图，电机运行下加减转矩、加减转速过程中，实际转速、观测转速、转速误差及电角度波形图如图6所示，可以看出在电流传感器存在直流偏置测量误差时，通过本申请的技术方案，能得到一个较好的转速及角度观测效果。图7为对电角度估计值补偿后的仿真结果示意图，图中可以看出加入补偿环节后，在电机转速变化期间，电角度观测误差得到了明显减小。
如图8所示，本申请提供一种基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制系统，该系统包括：
观测器模块81，用于以获取的电机的定子电流和定子电压作为扰动观测器的输入，并设置第一可调参数和第二可调参数，建立二阶复系数扰动观测器，获取扰动观测器所输出的扩展反电动势观测值，第一可调参数和第二可调参数用以调整扰动观测器的幅频特性和相频特性；
锁相环模块82，将扩展反电动势观测值作为锁相环的输入，输出电机的电角速度估计值和电角度估计值，并以电机的电角速度估计值作为扰动观测器的中心频率，反馈至扰动观测器进行闭环控制。
图9是本申请实施例提供的一种计算机设备的硬件结构示意图。图9所示的计算机设备包括：处理器91、通信接口92、存储器93和通信总线94，处理器91、通信接口92、存储器93通过通信总线94完成相互间的通信。其中，图9所示的处理器91、通信接口92、存储器93之间的连接方式仅仅是示例性的，在实现过程中，处理器91、通信接口92、存储器93也可以采用除了通信总线94之外的其他连接方式彼此通信连接。
存储器93可以用于存储计算机程序931，计算机程序931可以包括指令和数据，实现如上任一种基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法的步骤。在本申请实施例中，存储器93可以是各种类型的存储介质，例如随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read only memory，ROM)、非易失性RAM（non- volatile RAM，NVRAM）、可编程ROM(programmable ROM，PROM)、可擦除PROM（erasable PROM，EPROM)、电可擦除PROM(electrically erasablePROM，EEPROM)、闪存、光存储器和寄存器等。存储器93可以包括硬盘和/或内存。
处理器91可以是通用处理器，通用处理器可以是通过读取并执行存储器(例如存储器93)中存储的计算机程序(例如计算机程序931)来执行特定步骤和/或操作的处理器，通用处理器在执行所述步骤和/或操作的过程中可能用到存储在存储器(例如存储器93中的数据。通用处理器可以是，例如但不限于中央处理器（centralprocessing unit，CPU）。此外，处理器91也可以是专用处理器，专用处理器可以是专门设计的用于执行特定步骤和/或操作的处理器，专用处理器可以是，例如但不限于，ASIC和FPGA等。此外，处理器91还可以是多个处理器的组合，例如多核处理器。
通信接口92，可以包括输入/输出(input/output，I/O)接口、物理接口和逻辑接口等用于实现网络设备内部的器件互连的接口，以及用于实现网络设备与其他设 备(例如网络设备)互连的接口。通信网络可以为以太网，无线接入网(radio access network，RAN)，无线局域网(wireless local areanetworks，WLAN)等。通信接口92可以是模块、电路、收发器或者任何能够实现通信的装置。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器91中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器93，处理器91读取存储器93中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任意的基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法。
尽管为示例目的，已经公开了本申请的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本申请的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims (9)

1.一种基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
S1、以获取的电机的定子电流和定子电压作为扰动观测器的输入，并设置第一可调参数和第二可调参数，建立二阶复系数扰动观测器，获取扰动观测器所输出的扩展反电动势观测值，所述第一可调参数和所述第二可调参数用以调整所述扰动观测器的幅频特性和相频特性；
S2、将所述扩展反电动势观测值作为锁相环的输入，输出电机的电角速度估计值和电角度估计值；
S3、以所述电机的电角速度估计值作为所述扰动观测器的中心频率，反馈至扰动观测器进行闭环控制；
所述步骤S1包括：
根据电机运行的状态方程构建二阶复系数扰动观测器，得到频域下的扰动观测器的传递函数为：
；
其中，j表示复数单位，s表示复变量，表示频域下扩展反电动势实际值，/>表示频域下扩展反电动势观测值，/>表示扰动观测器的中心频率，/>表示扰动观测器的第一可调参数和第二可调参数；
根据频域下的扰动观测器的传递函数和电机运行方程，联立得到电流对观测的扩展反电动势观测值的传递函数为：
；
其中，表示采集的电流值，/>和/>表示电机的定子d轴和q轴电感，/>表示电机定子电阻；
的直流分量增益/>，当测量得到电机定子电流有直流偏置误差/>时，则扩展反电动势观测值与扩展反电动势实际值的误差为/>。
2.如权利要求1所述的基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
永磁同步电机运行的状态方程为：
；
其中，和/>表示α-β坐标系下α轴和β轴的定子电流，/>和/>表示α-β坐标系下α轴和β轴的定子电压，/>和/>表示电机的定子d轴和q轴电感，/>表示电机定子电阻，/>表示电机的电角速度，/>和/>表示α-β坐标系下α轴和β轴的扩展反电动势实际值，其中，
；
其中，表示实际的电机电角度，/>表示电机磁链，/>表示扩展反电动势幅值，其中，
;
将获取的电机的定子电流作为扰动观测器的状态变量x为：
；
将获取的电机的定子电压作为扰动观测器的输入量u：
；
将扩展反电动势实际值作为扰动量d为：
；
电机运行的状态方程表示为：
；
其中，A、B0、B1分别为相应的系数矩阵：
。
3.如权利要求2所述的基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：
将频域下的扰动观测器的传递函数转换为时域下的扰动观测器的微分方程为：
；
令中间变量z为：
；
根据中间变量z的导数，二阶复系数扰动观测器的微分方程表示为：
。
4.如权利要求3所述的基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：
将扰动观测器的状态变量x、扰动观测器的输入量u以及扩展反电动势观测值，代入二阶复系数扰动观测器的微分方程，得到二阶复系数扰动观测器方程为：
；
其中，和/>表示扩展反电动势观测值。
5.如权利要求2所述的基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述步骤S1还包括:
根据频域下的扰动观测器的传递函数和电机运行方程，联立得到电压对观测的扩展反电动势观测值的传递函数为：
；
其中，表示采集的电压值；
的直流分量增益/>，当测量得到电机定子电压有电压误差/>时，则扩展反电动势观测值与扩展反电动势实际值的误差为/>。
6.如权利要求2所述的基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：
将频域下的扰动观测器的传递函数在复频域求解，得到特征根s1和s2为：
；
其中，
；
当特征根s1和s2均在复频域的左半平面时，二阶复系数扰动观测器收敛后稳定。
7.如权利要求1所述的基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法，其特征在于，锁相环还包括补偿鉴相器和PI控制器，所述步骤S2还包括：
将扩展反电动势观测值以及电角度估计值输入到补偿鉴相器，计算得到误差；
将补偿鉴相器输出的误差输入到PI控制器进行积分控制运算，并输出补偿角度；
将电角度估计值和补偿角度的累加之和作为补偿后的电角度估计值。
8.一种基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述系统执行如权利要求1-7任一所述的基于二阶复系数观测器的永磁同步电机控制方法，所述系统包括：
观测器模块，用于以获取的电机的定子电流和定子电压作为扰动观测器的输入，并设置第一可调参数和第二可调参数，建立二阶复系数扰动观测器，获取扰动观测器所输出的扩展反电动势观测值，所述第一可调参数和所述第二可调参数用以调整扰动观测器的幅频特性和相频特性；
锁相环模块，用于将所述扩展反电动势观测值作为锁相环的输入，输出电机的电角速度估计值和电角度估计值，并以所述电机的电角速度估计值作为扰动观测器的中心频率，反馈至扰动观测器进行闭环控制。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器，用于存放计算机程序；
所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的所述计算机程序时，实现如权利要求1-7任一所述的方法的步骤。
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