永磁同步电机滑模观测方法、控制装置、存储介质和电子设备与流程

1.本发明涉及永磁同步电机技术领域，具体涉及一种永磁同步电机滑模观测方法、控制装置、存储介质和电子设备。


背景技术：

2.永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,简称pmsm)具备结构较为简单、运行可靠性高、无需励磁电流、提高电机效率和功率密度等优点，被广泛用于诸多电子装置，例如车用电机、洗衣机、电动汽车等。
3.永磁同步电机根据电感参数可以分为两种类型：凸极电机和隐极电机。在永磁同步电机的驱动方式中，foc(field-oriented control，磁场定向控制)控制是现在的主流驱动方式。foc需要实时监测转子的位置，目前获取转子位置有两种方式：传感器和无传感方法，其中无传感器方法具有成本低、可靠性高等多种优点，其中滑模观测器是一种无传感器方法。
4.然而，目前滑模观测器存在以下一些问题：其一，传统的滑模观测器模型一般只针对隐极电机设计，针对凸极电机单独设计smo观测比较少；其二，传统的滑模观测器，研究方向主要偏向于选择高端的控制律，一般高端控制律运算复杂，参量较多，很难在现有的mcu上实现，实用性不强。一般选取开关函数作为控制律，但开关增益选择要很大才能满足lyapunov稳定性，很大的开关增益在低速时会引起很大抖振；其三，若使用开关函数作为控制律时，需要使用低通滤波器，低通滤波器都存在相位延时，需要对结果进行相位补偿。延时的相位一般不规则，难以使用一个函数进行表达，相位补偿比较困难。
5.因此，需要对现有技术问题提出解决方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，提供一种永磁同步电机滑模观测方法、控制装置、存储介质和电子设备，其针对现有技术提出了改进的无传感器观测角度的方案，以补充现有技术的盲区，而且对常规的开关函数控制率进行了优化，从而能够拟制抖振，扩宽观测角度的方法。
7.根据本发明的第一方面，本发明一实施例提供了一种永磁同步电机滑模观测方法，其包括：基于磁场定向控制方式驱动永磁同步电机运转，根据所述永磁同步电机的三相电流确定本次α轴电流和本次β轴电流；通过设于所述滑模观测器的电机电流观测模型和开关增益模块，对所述本次α轴电流和本次β轴电流，前次α轴电压和β轴电压，前次计算的转子电角速度进行计算，以得到包括转子位置信息的开关量；将所述开关量输入至滤波器进行滤波，以得到滤波后信号；将滤波后信号输入至锁相环进行计算，以得到估算电角度；基于预设的分段拟合多项式，对所得到的估算电角度进行相位补偿，得到永磁同步电机的转子的实际估算角度。
8.可选地，所述开关增益模块用于根据转子电角速度计算开关增益系数，所述开关增益系数与观测轴系的电感、永磁转子磁通以及可调节系数为正相关。
9.可选地，所述可调节系数为1.5。
10.可选地，所述开关增益系数的选择是根据电机转子的不同运动状态而确定的。
11.可选地，所述通过设于所述滑模观测器的电机电流观测模型和开关增益模块，对所述本次α轴电流和本次β轴电流，前次α轴电压和β轴电压，前次计算的转子电角速度进行计算，以得到包括转子位置信息的开关量，包括：基于所述电机电流观测模型，输出估算电流信号；将估算电流信号和实际采集电流信号进行差量运算，得到运算后的电流信号；基于运算后的电流信号和开关增益系数，得到开关量。
12.可选地，所述低通滤波器为双二阶低通滤波器；所述低通滤波器的输入为开关量，所述低通滤波器的输出为估算开关量。
13.可选地，所述将滤波后信号输入至锁相环进行计算，以得到估算电角度，包括：获取滤波后信号；对滤波后信号进行计算，以得到计算结果；当判定离散周期为足够小时，得到计算结果近似值；将计算结果近似值输入至pi控制器，得到电机电角速度；对电机电角速度进行积分运算，得到估算的电角度。
14.可选地，所述电机为凸极电机。
15.根据本发明的第二方面，本发明一实施例提供了一种永磁同步电机控制装置，其包括控制器和存储器，所述存储器存储一个或多个程序，所述一个或多个程序被配置为由所述控制器执行如本发明任一实施例所述的永磁同步电机滑模观测方法。
16.根据本发明的第三方面，本发明一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机软件指令，所述计算机软件指令用于被配置为由所述控制器执行如本发明任一实施例所述的永磁同步电机滑模观测方法。
17.根据本发明的第四方面，本发明一实施例提供了一种电子设备，其包括永磁同步电机，逆变器，以及本发明所述的永磁同步电机控制装置。
18.本发明实施例所述永磁同步电机滑模观测方法针对现有技术提出了改进的无传感器观测角度的方案，其通过对常规的开关函数控制率进行了优化，根据转子电角速度、d轴电流、永磁转子磁通对开关增益自适应改变，以实现低速时使用较小开关增益，高速时使用较大开关增益，从而能够拟制抖振，扩宽观测速度的范围。此外，本发明所述方法还包括拟合多项式角度补偿，不仅方便mcu的计算，而且也补偿后的角度偏差较小。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
20.图1为本发明一实施例的电子设备的结构示意图。
21.图2为本发明一实施例的一种永磁同步电机滑模观测方法的步骤流程图。
22.图3为图2所示的步骤s200的子步骤的流程图。
23.图4为图2所示的步骤s400的子步骤的流程图。
24.图5为锁相环的架构示意图。
25.图6为本发明一实施例永磁同步电机控制装置的控制器的架构示意图。
具体实施方式
26.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，所描述的实施例仅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。
27.在本文的描述中，应被理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.在本文中提供许多不同的实施方式或示例用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开内容，下文中对特定示例的部件和设置进行描述。当然，它们仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同示例中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本文提供的各种特定的工艺和材料的示例，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
29.本发明实施例提供一种永磁同步电机滑模观测方法、控制装置、电子设备及计算机可读存储介质。以下分别举例说明，相关说明用于使本领域技术人员了解本发明，但非意图用于限制本发明。
30.在一方面，本发明实施例提供一种电子设备，如图1所示，所述电子设备可适用于执行一种永磁同步电机滑模观测方法，用于正确观测转子位置的永磁同步电机方案，例如软硬件协同解决方案。
31.在通过电子设备对永磁同步电机控制过程中，使用foc控制以实现最大转矩输出。foc的控制原理如图1所示。转速参考n
ref
与转子转速n作差计算，并输入至速度环pid，速度环pid的输出i
qref
作为q轴电流环给定，在不进行弱磁控制时，d轴电流环给定i
dref
为0，d-q轴电流参考i
qref
、i
dref
与反馈电流iq、id作差经过pid调节后输出vq、vd，再经过反park变换、svpwm(空间矢量调变，或称svm)得到三相电压va、vb、vc，驱动电机转动。在foc控制中，采集三相电流ia、ib、ic,经过clark变换、park变换得到反馈电流iq、id，参与电流环控制。在foc控制过程中，需要得到转子位置θ，进而参与park变换和反park变换。因此转子位置在foc控制中非常重要。
32.在一实施例中，如图1所示，所述电子设备1000可包括控制器2000及存储器3000，所述存储器3000例如可以是各种非易失性存储器，但不以此为限，也可以是其它储存功能硬件或其衍生物，用于储存程序、参数或数据等；所述控制器2000可以是微控制单元(mcu)或含有其功能的专用集成电路(asic)，但不以此为限，也可以是其它信号处理功能硬件或其衍生物，用于控制驱动永磁同步电机(pmsm)4000，例如所述控制器2000电连接所述存储器3000，所述控制器2000与所述存储器3000可以相互分离或一体设置，所述存储器3000存储一个或多个程序，所述一个或多个程序被配置为由所述控制器2000执行上述永磁同步电机转子位置检测方法。
33.进一步地，如图1所示，所述控制器2000可以被配置成软件模块、硬件模块、软硬件协同模块或具备其功能的其它相应模块的一部分，用于驱动永磁同步电机4000。例如基于
矢量控制(vector control)方式，控制永磁同步电机的运行，所述矢量控制又称磁场定向控制(field oriented control，foc)，可通过控制变频器(图中未示)输出电压的幅值和频率，控制三相交流电机，例如永磁同步电机4000。
34.如图1所示，除了永磁同步电机4000以外的诸多功能模块可被配置成所述控制器2000的一部分，在磁场定向控制架构中，主要是通过对电机工作电流的控制实现对电机速度、位置的控制，通常包括用于电流控制的电流环，用于速度控制的速度环，但不以此为限。
35.具体地，如图1所示，所述控制器2000可被配置成差值计算、比例积分(pi)或比例积分微分(pid)控制、park逆变换、clarke逆变换、逆变桥、clarke变换、park变换及位置速度估测等功能协同运行，用于控制永磁同步电机4000的运行。
36.应被理解的是，所述控制器2000中的诸多功能模块所进行的不同功能，诸如比例、积分、微分、算差、变换、估算等，不限于此，其所需的参数可以是来自其它模块的输出结果，或者是来自不同观测器(如电流计及电压计等传感器)的输出结果，其具体特征(如架构或算法)是本领域技术人员应可理解，不另赘述于此。
37.在一实施例中，如图1所示，在所述控制器2000中，观测轴系的参考电流i
qref
与来自所述park变换模块u5的q轴电流iq进行差量运算后再进行比例积分微分(pid)控制，以生成电压vq，代表在(d,q)坐标系中的q轴电压。
38.相应地，如图1所示，被输送到d轴的参考电流i
dref
可以被给定为0，并且与来自所述park变换模块u5的d轴电流id进行差量运算后再进行比例积分(pid)运算，以生成电压vd，用于代表在(d,q)坐标系中的d轴电压。这样，所述电压vq、vd可用于park逆变换模块u1，以依据park逆变换生成电压v
α
、v
β
，代表在(α,β)坐标系中的α、β轴电压，即下文所述的α轴电压u
α
和β轴电压u
β
；所述电压v
α
、v
β
(即u
α
,u
β
)可通过空间矢量调变(svpwm)模块u2，以依据clarke逆变换并生成三个脉宽调制信号(pwm)波形，再经逆变桥模块u3(例如三相逆变桥)增大驱动能力后生成三相端电压va、vb、vc，作为输入给永磁同步电机(pmsm)4000的驱动电力。
39.继续参考如图1所示，与三相端电压va、vb、vc相应的三相电流ia、ib、ic可通过clarke变换模块u4，以依据clarke变换生成电流i
α
、i
β
，代表在(α,β)坐标系中的α、β轴电流，所述电流i
α
、i
β
可用于park变换模块u5生成电流iq、id，代表在(q,d)坐标系中的q、d轴电流。
40.如上文所述的三相逆变桥外设于控制器，并且三相逆变桥与永磁同步电机相连。在其他部分实施例中，电子设备除了包括控制器、三相逆变桥和永磁同步电机之外，还可以包括连接控制器和三相逆变桥的栅极驱动器(图中未示)、由永磁同步电机驱动的工作部件(图中未示)。其中，工作部件可以例如为扫地机的轮子，洗衣机滚筒，割草机的刀片等等。
41.电子设备在工作期间，通过执行下文所述的永磁同步电机滑模观测方法，以得到转子的位置信息，并且电子设备的控制器据此控制永磁同步电机以及由永磁同步电机驱动的工作部件，以完成相关作业。
42.以下将详细描述永磁同步电机滑模观测方法。
43.如图2所示，所述永磁同步电机滑模观测方法包括：步骤s100,基于磁场定向控制方式驱动永磁同步电机运转，根据所述永磁同步电机的三相电流确定本次α轴电流和本次β轴电流；步骤s200,通过设于所述滑模观测器的电机电流观测模型和开关增益模块，对所述本次α轴电流和本次β轴电流，前次α轴电压和β轴电压，前次计算的转子电角速度进行计算，以得到包括转子位置信息的开关量；步骤s300,将所述开关量输入至滤波器进行滤波，以得
到滤波后信号；步骤s400,将滤波后信号输入至锁相环进行计算，以得到估算电角度；步骤s500,基于预设的分段拟合多项式，对所得到的估算电角度进行相位补偿，得到永磁同步电机的转子的实际估算角度。
44.具体地，在步骤s100中，由于采用foc控制驱动pmfm电机，因此，如上文所述，通过三相逆变桥可以得到三相端电压va、vb、vc，作为输入给永磁同步电机(pmsm)的驱动电力。与三相端电压va、vb、vc相应的三相电流ia、ib、ic可通过clarke变换模块u4，以依据clarke变换生成电流i
α
、i
β
。需说明的是，由于永磁同步电机的三相电压为周期性变化，因此，三相电流ia、ib、ic也是周期性变化。于是，基于三相电流可以确定本次α轴电流和本次β轴电流。
45.在步骤s200中，通过设于所述滑模观测器的电机电流观测模型(或称转子位置和速度估测器，如图1所示的标号u6)和开关增益模块，对所述本次α轴电流和本次β轴电流，前次α轴电压和β轴电压，前次计算的转子电角速度进行计算，以得到包括转子位置信息的开关量。
46.具体地，电机电流观测模型如下：
[0047][0048]
其中，分别为估算的α轴和β轴绕组相电流，rs为定子绕组相电阻，ld为d轴电感，lq为q轴电感,u
α
为park逆变换获得的α轴电压,u
β
为park逆变换获得的β轴电压,为估算出的转子电气角速度，代表转子转速，为实际的和估算的α轴的相电流之差，为实际的和估算的β轴的相电流之差，u
smoα
为u
smoβ
为其中sign()为符号函数。
[0049]
所述开关增益模块如下：
[0050][0051][0052]
其中，ld为d轴电感，lq为q轴电感,为估算出的转子电气角速度，id为d轴电流，ψf为永磁转子磁通，m为可调节系数。
[0053]
由上述等式可以看出，所述开关增益模块用于根据转子电角速度计算开关增益系数，所述开关增益系数与观测轴系的电感、永磁转子磁通以及可调节系数为正相关。其中，所述可调节系数为1.5，当然，在其他部分实施例中，所述可调节系数也可以为其他值，例如1.3，1.4，1.6等，该值可以根据实际设计而确定。
[0054]
进一步地，所述开关增益系数的选择是根据电机转子的不同运动状态而确定的。u
smoα
和u
smoβ
分别根据符号函数的正增益和负增益而相应变化，于是可以得到包含转子位置信息的开关量e
α
和e
β
。在本文中，将u
smoα
记作为开关量e
α
，并且将u
smoβ
记作为开关量e
β
。
[0055]
应该注意的是，上述电机电流观测模型中，根据u
α
、u
β
、u
smoα
、u
smoβ
、估算第k次的电流和其中u
α
、u
β
、u
smoα
、u
smoβ
、是第k-1次采样调制中的结果。
[0056]
在一些实施例中，如图3所示，所述通过设于所述滑模观测器的电机电流观测模型和开关增益模块，对所述本次α轴电流和本次β轴电流，前次α轴电压和β轴电压，前次计算的转子电角速度进行计算，以得到包括转子位置信息的开关量，包括：步骤s210，基于所述电机电流观测模型，输出估算电流信号；步骤s220，将估算电流信号和实际采集电流信号进行差量运算，得到运算后的电流信号；步骤s230，基于运算后的电流信号和开关增益系数，得到开关量。
[0057]
具体地，在步骤s210中，通过电机电流观测模型，可以得到估算电流信号和
[0058]
在步骤s220中，对估算电流信号和实际采集电流信号进行差量运算，得到运算后的电流信号。亦即，对估算电流信号和实际采集电流信号i
α
进行差量运算，得到运算后的电流信号；同样，对估算电流信号和实际采集电流信号i
β
进行差量运算，得到运算后的电流信号。
[0059]
在步骤s230中，基于上述得到开关增益系数和运算后的信号，得到开关量。即，开关量e
α
和开关量e
β
。
[0060]
继续参阅图2，在步骤s300中，将所述开关量输入至滤波器进行滤波，以得到滤波后信号。
[0061]
进一步地，所述低通滤波器为双二阶低通滤波器，其具有良好的滤波效果。所述低通滤波器的输入为开关量，所述低通滤波器的输出为估算开关量。在本实施例中，输入低通滤波器为开关量e
α
和开关量e
β
，输出低通滤波器为估算开关量和估算开关量
[0062]
步骤s400,将滤波后信号输入至锁相环进行计算，以得到估算电角度。
[0063]
如图4所示，进一步地，所述将滤波后信号输入至锁相环进行计算，以得到估算电角度，包括：步骤s410，获取滤波后信号；步骤s420，对滤波后信号进行计算，以得到计算结果；步骤s430，当判定离散周期为足够小时，得到计算结果近似值；步骤s440，将计算结果近似值输入至pi控制器，得到电机电角速度；步骤s450,对电机电角速度进行积分运算，得到估算的电角度。
[0064]
在步骤s410中，得到滤波后信号，即得到估算开关量和估算开关量
[0065]
参阅图5所示，对估算开关量和估算开关量分别乘以和然后进行差值运算，得到如下等式：
[0066][0067]
其中，为第k次的未补偿估算角度，为第k-1次的未补偿估算角度。
[0068]
在执行完上述步骤s420之后，判断离散周期是否足够小且是否满足当判定离散周期足够小，且满足的条件，则(即步骤s430)。
[0069]
在步骤s440中，将输入至pi控制器，pi控制器的输出为电机电角
速度
[0070]
在步骤s450中，对电机电角速度进行积分运算，得到估算的电角度。具体地，对电机电角速度进行累加操作(即积分运算)，可以得到未补偿的估算电角度
[0071]
由于开关量e
α
和开关量e
β
通过双二阶低通滤波器，因此，得到的估算开关量和估算开关量时会产生相位延时。为了消除该相位延时，在步骤s400之后，所述方法还包括执行步骤s500，即基于预设的分段拟合多项式，对所得到的估算电角度进行相位补偿，得到永磁同步电机的转子的实际估算角度。
[0072]
通过使用分段拟合多项式，不仅可以有效地解决现有技术中无法使用一个函数表示的问题，而且使用分段拟合多项式可以方便控制器(例如mcu)的计算，且角度偏差较小。
[0073]
至此，通过上述步骤s100至步骤s500的执行，可以正确观测转子位置，从而对永磁同步电机进行有效的控制。此外，上述步骤的执行，不仅优化了传统算法(例如使用开关函数作为控制律以及相应的相位补偿)，而且所提供的方法具有稳定可靠，准确度高的特点。
[0074]
需说明的是，本文所述电机为凸极电机，即本文通过执行永磁同步电机滑模观测方法，以实现无传感器条件下观测凸极电机的转子位置信息。
[0075]
又一方面，本发明提供一种永磁同步电机的检测装置，可适用于永磁同步电机，用于正确观测转子位置的永磁同步电机方案。
[0076]
如图6所示，在一实施例中，所述永磁同步电机的检测装置可以包括控制器2000和存储器3000，所述存储器存储一个或多个程序，所述一个或多个程序被配置为由所述控制器执行如权利要求1至8任一项所述的永磁同步电机滑模观测方法。
[0077]
进一步地，所述控制器可以包括如下模块：确定模块2100、第一计算模块2200、滤波模块2300、第二计算模块2400和补偿模块2500。
[0078]
具体地，确定模块2100，用于基于磁场定向控制方式驱动永磁同步电机运转，根据所述永磁同步电机的三相电流确定本次α轴电流和本次β轴电流；
[0079]
第一计算模块2200，用于通过设于所述滑模观测器的电机电流观测模型和开关增益模块，对所述本次α轴电流和本次β轴电流，前次α轴电压和β轴电压，前次计算的转子电角速度进行计算，以得到包括转子位置信息的开关量；
[0080]
滤波模块2300，用于将所述开关量输入至滤波器进行滤波，以得到滤波后信号；
[0081]
第二计算模块2400，用于将滤波后信号输入至锁相环进行计算，以得到估算电角度；
[0082]
补偿模块2500，用于基于预设的分段拟合多项式，对所得到的估算电角度进行相位补偿，得到永磁同步电机的转子的实际估算角度。
[0083]
可选地，在一些实施例中，所述第一计算模块2200还用于基于所述电机电流观测模型，输出估算电流信号；将估算电流信号和实际采集电流信号进行差量运算，得到运算后的电流信号；基于运算后的电流信号和开关增益系数，得到开关量。
[0084]
可选地，在一些实施例中，所述第二计算模块2400还用于获取滤波后信号；对滤波后信号进行计算，以得到计算结果；当判定离散周期为足够小时，得到计算结果近似值；将计算结果近似值输入至pi控制器，得到电机电角速度；对电机电角速度进行积分运算，得到
估算的电角度。
[0085]
应被理解的是，如图所示，确定模块2100、第一计算模块2200、滤波模块2300、第二计算模块2400和补偿模块2500可实现如图2所示的诸多功能模块的相应功能，例如图2所示的诸多功能可以被适当设置在确定模块2100、第一计算模块2200、滤波模块2300、第二计算模块2400和补偿模块2500中，使确定模块2100、第一计算模块2200、滤波模块2300、第二计算模块2400和补偿模块2500能够协同运行，以实现如图2所示的相关步骤，相关内容可参如上其它实施例，不再赘述。
[0086]
另一方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，简称存储介质。所述存储介质存储有多条计算机程序，该计算机程序能够被处理器进行加载，以执行本发明任一实施例所提供的一种永磁同步电机滑模观测方法中的步骤。例如，该计算机程序可以执行如下步骤：
[0087]
基于磁场定向控制方式驱动永磁同步电机运转，根据所述永磁同步电机的三相电流确定本次α轴电流和本次β轴电流；
[0088]
通过设于所述滑模观测器的电机电流观测模型和开关增益模块，对所述本次α轴电流和本次β轴电流，前次α轴电压和β轴电压，前次计算的转子电角速度进行计算，以得到包括转子位置信息的开关量；
[0089]
将所述开关量输入至滤波器进行滤波，以得到滤波后信号；
[0090]
将滤波后信号输入至锁相环进行计算，以得到估算电角度；
[0091]
基于预设的分段拟合多项式，对所得到的估算电角度进行相位补偿，得到永磁同步电机的转子的实际估算角度。
[0092]
以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。其中，该存储介质可以包括：只读存储器(rom，read only memory)、随机存取记忆体(ram，random access memory)、磁盘或光盘等。
[0093]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0094]
以上对本发明实施例所提供的一种永磁同步电机滑模观测方法、检测装置、电子设备及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；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的技术方案的范围。

技术特征：
1.一种永磁同步电机滑模观测方法，其特征在于，基于磁场定向控制方式驱动永磁同步电机运转，根据所述永磁同步电机的三相电流确定本次α轴电流和本次β轴电流；通过设于所述滑模观测器的电机电流观测模型和开关增益模块，对所述本次α轴电流和本次β轴电流，前次α轴电压和β轴电压，前次计算的转子电角速度进行计算，以得到包括转子位置信息的开关量；将所述开关量输入至滤波器进行滤波，以得到滤波后信号；将滤波后信号输入至锁相环进行计算，以得到估算电角度；基于预设的分段拟合多项式，对所得到的估算电角度进行相位补偿，得到永磁同步电机的转子的实际估算角度。2.根据权利要求1所述的观测方法，其特征在于，所述开关增益模块用于根据转子电角速度计算开关增益系数，所述开关增益系数与观测轴系的电感、永磁转子磁通以及可调节系数为正相关。3.根据权利要求2所述的观测方法，其特征在于，所述可调节系数为1.5。4.根据权利要求2所述的观测方法，其特征在于，所述开关增益系数的选择是根据电机转子的不同运动状态而确定的。5.根据权利要求2所述的观测方法，其特征在于，所述通过设于所述滑模观测器的电机电流观测模型和开关增益模块，对所述本次α轴电流和本次β轴电流，前次α轴电压和β轴电压，前次计算的转子电角速度进行计算，以得到包括转子位置信息的开关量，包括：基于所述电机电流观测模型，输出估算电流信号；将估算电流信号和实际采集电流信号进行差量运算，得到运算后的电流信号；基于运算后的电流信号和开关增益系数，得到开关量。6.根据权利要求1所述的观测方法，其特征在于，所述低通滤波器为双二阶低通滤波器；所述低通滤波器的输入为开关量，所述低通滤波器的输出为估算开关量。7.根据权利要求1所述的观测方法，所述将滤波后信号输入至锁相环进行计算，以得到估算电角度，包括：获取滤波后信号；对滤波后信号进行计算，以得到计算结果；当判定离散周期为足够小时，得到计算结果近似值；将计算结果近似值输入至pi控制器，得到电机电角速度；对电机电角速度进行积分运算，得到估算的电角度。8.根据权利要求1至7任一所述的观测方法，其特征在于，所述电机为凸极电机。9.一种永磁同步电机控制装置，其特征在于，包括控制器和存储器，所述存储器存储一个或多个程序，所述一个或多个程序被配置为由所述控制器执行如权利要求1至8任一项所述的永磁同步电机滑模观测方法。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存储有计算机软件指令，所述计算机软件指令用于被配置为由所述控制器执行如权利要求1至8任一项所述的永磁同步电机滑模观测方法。11.一种电子设备，其特征在于，包括永磁同步电机，逆变器，以及如权利要求9所述的
永磁同步电机控制装置。

技术总结
本发明公开了一种永磁同步电机滑模观测方法、控制装置、存储介质和电子设备。所述方法包括：基于磁场定向控制方式驱动永磁同步电机运转，根据永磁同步电机的三相电流确定本次α轴电流和本次β轴电流；通过设于滑模观测器的电机电流观测模型和开关增益模块，对本次α轴电流和本次β轴电流，前次α轴电压和β轴电压，前次计算的转子电角速度进行计算，以得到包括转子位置信息的开关量；将开关量输入至滤波器进行滤波，以得到滤波后信号；将滤波后信号输入至锁相环进行计算，以得到估算电角度；基于预设的分段拟合多项式，对所得到的估算电角度进行相位补偿，得到永磁同步电机的转子的实际估算角度，从而实现无传感器条件下准确获得转子位置信息。得转子位置信息。得转子位置信息。


技术研发人员：李龙剑 王智玮 王聪 崔介兵 杨甜戈 杨庆庆 张伦
受保护的技术使用者：合肥格易集成电路有限公司
技术研发日：2022.02.08
技术公布日：2023/8/21