技术领域本发明涉及电机控制技术领域，特别是涉及一种磁链的计算方法及系统。
背景技术：
在对异步电机的控制中，常常需要对异步电机的磁链进行控制，磁链的计算精度很大程度的影响了系统的稳定性，异步电机的定子磁链(转子磁链的类似)的计算公式如下：其中，为定子磁链在α轴上的分量，为定子磁链在β轴上的分量，uαs为定子电压在α轴上的分量，uβs为定子电压在β轴上的分量，Rs为定子电阻，iαs为定子电流在α轴上的分量，iβs为定子电流在β轴上的分量；令则根据式(1)和式(2)可得：式(3)中的uα、uβ为两个相位相差九十度的正弦信号，而输出值是对输入变量uα、uβ的纯积分。在存在积分环节的运算中，由于积分环节的初值不确定问题，会给积分计算引入直流偏置；另外，当输入信号存在微弱固定零漂时，积分环节也会将信号无限放大。这些情况给实际应用带来很大不便。为了解决纯积分带来的积分器饱和和直流偏置等问题，通常会用一个截止频率较低的低通滤波器来代替纯积分器，这样可以抑制输入信号的直流偏移，但同时也不可避免的引入了幅度误差和相位误差，造成非线性失真和饱和漂移问题，使得最终输出的波形正弦度差、失真大。因此，如何提供一种既能够抑制输入信号的直流偏置又能消除引入的幅度误差和相位误差的磁链的计算方法及系统是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种磁链的计算方法，可以消除非线性失真和饱和漂移问题，实现幅值和相位的完全补偿，使得最终的输出波形正弦度较好，失真很小；另外，通过限幅处理能够实现对幅值的调整，从而有效消除输出波形的直流偏置；本发明的另一目的是提供一种磁链的计算系统。为解决上述技术问题，本发明提供了一种磁链的计算方法，应用于定子，包括：对输入电压uα、uβ进行前馈积分处理，得到第一定子磁链ψα1、ψβ1，其中，uα＝uαs-Rsiαs，uβ＝uβs-Rsiβs，uαs为定子电压在α轴上的分量，uβs为定子电压在β轴上的分量，Rs为定子电阻，iαs为定子电流在α轴上的分量，iβs为定子电流在β轴上的分量；获取当前定子磁链ψα、ψβ，并将所述当前定子磁链ψα、ψβ由直角坐标转换为极坐标，得到定子磁链幅值和定子磁链角度；对所述定子磁链幅值进行限幅处理，使得所述定子磁链幅值不大于预设定子磁链幅值，得到限幅定子磁链幅值；将所述限幅定子磁链幅值和所述定子磁链角度由极坐标转换为直角坐标，得到第二定子磁链ψα2、ψβ2；对所述第二定子磁链ψα2、ψβ2进行低通滤波处理，得到第三定子磁链ψα3、ψβ3；分别对所述第一定子磁链ψα1、ψβ1和所述第三定子磁链ψα3、ψβ3进行相加处理，得到定子磁链ψ*α、ψ*β，并将所述定子磁链ψ*α、ψ*β作为下一周期新的当前定子磁链，其中，ψ*α＝ψα1+ψα3，ψ*β＝ψβ1+ψβ3。优选地，所述对输入电压uα、uβ进行前馈积分处理，得到第一定子磁链ψα1、ψβ1的过程具体为：对输入电压uα、uβ进行传递函数为的前馈积分处理，得到第一定子磁链ψα1、ψβ1，其中，ωc为截止频率。优选地，所述对所述第二定子磁链ψα2、ψβ2进行低通滤波处理，得到第三定子磁链ψα3、ψβ3的过程具体为：对所述第二定子磁链ψα2、ψβ2进行传递函数为的低通滤波处理，得到第三定子磁链ψα3、ψβ3。为解决上述技术问题，本发明提供了一种磁链的计算方法，应用于转子，包括：对输入电压uα'、uβ'进行前馈积分处理，得到第一转子磁链ψα1'、ψβ1'，其中，uα'＝uαs'-Rs'iαs'，uβ'＝uβs'-Rs'iβs'，uαs'为转子电压在α轴上的分量，uβs'为转子电压在β轴上的分量，Rs'为转子电阻，iαs'为转子电流在α轴上的分量，iβs'为转子电流在β轴上的分量；获取当前转子磁链ψα'、ψβ'，并将所述当前转子磁链ψα'、ψβ'由直角坐标转换为极坐标，得到转子磁链幅值和转子磁链角度；对所述转子磁链幅值进行限幅处理，使得所述转子磁链幅值不大于预设转子磁链幅值，得到限幅转子磁链幅值；将所述限幅转子磁链幅值和所述转子磁链角度由极坐标转换为直角坐标，得到第二转子磁链ψα2'、ψβ2'；对所述第二转子磁链ψα2'、ψβ2'进行低通滤波处理，得到第三转子磁链ψα3'、ψβ3'；分别对所述第一转子磁链ψα1'、ψβ1'和所述第三转子磁链ψα3'、ψβ3'进行相加处理，得到转子磁链ψ*α'、ψ*β'，并将所述转子磁链ψ*α'、ψ*β'作为下一周期新的当前转子磁链，其中，ψ*α'＝ψα1'+ψα3'，ψ*β'＝ψβ1'+ψβ3'。优选地，所述对输入电压uα'、uβ'进行前馈积分处理，得到第一转子磁链ψα1'、ψβ1'的过程具体为：对输入电压uα'、uβ'进行传递函数为的前馈积分处理，得到第一转子磁链ψα1'、ψβ1'，其中，ωc为截止频率。优选地，所述对所述第二转子磁链ψα2'、ψβ2'进行低通滤波处理，得到第三转子磁链ψα3'、ψβ3'的过程具体为：对所述第二转子磁链ψα2'、ψβ2'进行传递函数为的低通滤波处理，得到第三转子磁链ψα3'、ψβ3'。为解决上述技术问题，本发明提供了一种磁链的计算系统，应用于定子，包括：第一前馈处理装置，用于对输入电压uα、uβ进行前馈积分处理，得到第一定子磁链ψα1、ψβ1，其中，uα＝uαs-Rsiαs，uβ＝uβs-Rsiβs；uαs为定子电压在α轴上的分量，uβs为定子电压在β轴上的分量，Rs为定子电阻，iαs为定子电流在α轴上的分量，iβs为定子电流在β轴上的分量；第一坐标变换单元，用于获取当前定子磁链ψα、ψβ，并将所述当前定子磁链ψα、ψβ由直角坐标转换为极坐标，得到定子磁链幅值和定子磁链角度；将限幅定子磁链幅值和所述定子磁链角度由极坐标转换为直角坐标，得到第二定子磁链ψα2、ψβ2；第一限幅单元，用于对所述定子磁链幅值进行限幅处理，使得所述定子磁链幅值不大于预设定子磁链幅值，得到限幅定子磁链幅值；第一低通滤波单元，用于对所述第二定子磁链ψα2、ψβ2进行低通滤波处理，得到第三定子磁链ψα3、ψβ3；第一加法单元，用于分别对所述第一定子磁链ψα1、ψβ1和所述第三定子磁链ψα3、ψβ3进行相加处理，得到定子磁链ψ*α、ψ*β，并将所述定子磁链ψ*α、ψ*β作为下一周期新的当前定子磁链，其中，ψ*α＝ψα1+ψα3，ψ*β＝ψβ1+ψβ3。为解决上述技术问题，本发明提供了一种磁链的计算系统，应用于转子，包括：第二前馈处理装置，用于对输入电压uα'、uβ'进行前馈积分处理，得到第一转子磁链ψα1'、ψβ1'，其中，uα'＝uαs'-Rs'iαs'，uβ'＝uβs'-Rs'iβs'，uαs'为转子电压在α轴上的分量，uβs'为转子电压在β轴上的分量，Rs'为转子电阻，iαs'为转子电流在α轴上的分量，iβs'为转子电流在β轴上的分量；第二坐标变换单元，用于获取当前转子磁链ψα'、ψβ'，并将所述当前转子磁链ψα'、ψβ'由直角坐标转换为极坐标，得到转子磁链幅值和转子磁链角度；将限幅转子磁链幅值和所述转子磁链角度由极坐标转换为直角坐标，得到第二转子磁链ψα2'、ψβ2'；第二限幅单元，用于对所述转子磁链幅值进行限幅处理，使得所述转子磁链幅值不大于预设转子磁链幅值，得到所述限幅转子磁链幅值；第二低通滤波单元，用于对所述第二转子磁链ψα2'、ψβ2'进行低通滤波处理，得到第三转子磁链ψα3'、ψβ3'；第二加法单元，用于分别对所述第一转子磁链ψα1'、ψβ1'和所述第三转子磁链ψα3'、ψβ3'进行相加处理，得到转子磁链ψ*α'、ψ*β'，并将所述转子磁链ψ*α'、ψ*β'作为下一周期新的当前转子磁链，其中，ψ*α'＝ψα1'+ψα3'，ψ*β'＝ψβ1'+ψβ3'。本发明提供了一种定子磁链的计算方法及系统，该方法包括对输入电压进行前馈积分处理、坐标变换、限幅处理以及低通滤波处理，其中，前馈积分处理和低通滤波处理构成双积分环节，可以消除非线性失真和饱和漂移问题，实现幅值和相位的完全补偿，使得最终的输出波形正弦度较好，失真很小；另外，通过限幅处理能够实现对幅值的调整，使得幅值不大于预设磁链幅值，从而能够有效消除输出波形的直流偏置。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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发明的一些实施例，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为本发明提供的一种磁链计算方法的过程的流程图；图2为本发明提供的一种定子磁链计算算法原理框图；图3为本发明提供的另一种磁链计算方法的过程的流程图；图4为本发明提供的一种定子磁链的计算系统的结构示意图；图5为本发明提供的一种转子磁链的计算系统的结构示意图。具体实施方式本发明的核心是提供一种磁链的计算方法，可以消除非线性失真和饱和漂移问题，实现幅值和相位的完全补偿，使得最终的输出波形正弦度较好，失真很小；另外，通过限幅处理能够实现对幅值的调整，从而有效消除输出波形的直流偏置；本发明的另一核心是提供一种磁链的计算系统。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，都属于本发明保护的范围。请参照图1和图2，其中，图1为本发明提供的一种磁链计算方法的过程的流程图，图2为本发明提供的一种定子磁链计算算法原理框图；该方法包括：步骤S101：对输入电压uα、uβ进行前馈积分处理，得到第一定子磁链ψα1、ψβ1，其中，uα＝uαs-Rsiαs，uβ＝uβs-Rsiβs，uαs为定子电压在α轴上的分量，uβs为定子电压在β轴上的分量，Rs为定子电阻，iαs为定子电流在α轴上的分量，iβs为定子电流在β轴上的分量；进一步地，对输入电压uα、uβ进行前馈积分处理，得到第一定子磁链ψα1、ψβ1的过程具体为：对输入电压uα、uβ进行传递函数为的前馈积分处理，得到第一定子磁链ψα1、ψβ1，其中，ωc为截止频率。步骤S102：获取当前定子磁链ψα、ψβ，并将当前定子磁链ψα、ψβ由直角坐标转换为极坐标，得到定子磁链幅值和定子磁链角度；可以理解的是，当前定子磁链ψα为当前定子磁链在α轴上的分量，当前定子磁链ψβ为当前定子磁链在β轴上的分量。另外，定子磁链幅值：定子磁链角度步骤S103：对定子磁链幅值进行限幅处理，使得定子磁链幅值不大于预设定子磁链幅值，得到限幅定子磁链幅值；可以理解的是，这里的预设定子磁链幅值为系统设定值，也即定子磁链幅值参考值，定子磁链幅值参考值是用户根据实际情况来设定的，对于其具体数值本发明在此不做特别的限定。另外，这里的预设定子磁链幅值对应于图2中的|Lim|，也即要求Am≤|Lim|。步骤S104：将限幅定子磁链幅值和定子磁链角度由极坐标转换为直角坐标，得到第二定子磁链ψα2、ψβ2；步骤S105：对第二定子磁链ψα2、ψβ2进行低通滤波处理，得到第三定子磁链ψα3、ψβ3；进一步地，对第二定子磁链ψα2、ψβ2进行低通滤波处理，得到第三定子磁链ψα3、ψβ3的过程具体为：对第二定子磁链ψα2、ψβ2进行传递函数为的低通滤波处理，得到第三定子磁链ψα3、ψβ3。可以理解的是，前馈积分处理与低通滤波处理一起构成出双积分环节，主要实现了积分的主环节。因此，图2也可以看做是带阈值的双积分器的算法的原理框图。另外，由于运用了极坐标系到直角坐标系的变换，在输入信号有直流偏移的情况下，即使定子磁链幅值进入了限幅区域，由于反馈仍然是正弦信号，其他积分器存在的波形非线性失真问题可以消除。因此基于坐标变换的带阈值的双积分器输出波形正弦度较好，失真很小。步骤S106：分别对第一定子磁链ψα1、ψβ1和第三定子磁链ψα3、ψβ3进行相加处理，得到定子磁链ψ*α、ψ*β，并将定子磁链ψ*α、ψ*β作为下一周期新的当前定子磁链，其中，ψ*α＝ψα1+ψα3，ψ*β＝ψβ1+ψβ3。本发明提供了一种磁链的计算方法，应用于定子，该方法包括对输入电压进行前馈积分处理、坐标变换、限幅处理以及低通滤波处理，其中，前馈积分处理和低通滤波处理构成双积分环节，可以消除非线性失真和饱和漂移问题，实现幅值和相位的完全补偿，使得最终的输出波形正弦度较好，失真很小；另外，通过限幅处理能够实现对幅值的调整，使得幅值不大于预设定子磁链幅值，从而能够有效消除输出波形的直流偏置。请参照图3，图3为本发明提供的另一种磁链计算方法的过程的流程图；该方法包括：步骤S201：对输入电压uα'、uβ'进行前馈积分处理，得到第一转子磁链ψα1'、ψβ1'，其中，uα'＝uαs'-Rs'iαs'，uβ'＝uβs'-Rs'iβs'，uαs'为转子电压在α轴上的分量，uβs'为转子电压在β轴上的分量，Rs'为转子电阻，iαs'为转子电流在α轴上的分量，iβs'为转子电流在β轴上的分量；进一步地，对输入电压uα'、uβ'进行前馈积分处理，得到第一转子磁链ψα1'、ψβ1'的过程具体为：对输入电压uα'、uβ'进行传递函数为的前馈积分处理，得到第一转子磁链ψα1'、ψβ1'，其中，ωc为截止频率。步骤S202：获取当前转子磁链ψα'、ψβ'，并将当前转子磁链ψα'、ψβ'由直角坐标转换为极坐标，得到转子磁链幅值和转子磁链角度；步骤S203：对转子磁链幅值进行限幅处理，使得转子磁链幅值不大于预设转子磁链幅值，得到限幅转子磁链幅值；步骤S204：将限幅转子磁链幅值和转子磁链角度由极坐标转换为直角坐标，得到第二转子磁链ψα2'、ψβ2'；步骤S205：对第二转子磁链ψα2'、ψβ2'进行低通滤波处理，得到第三转子磁链ψα3'、ψβ3'；进一步地，对第二转子磁链ψα2'、ψβ2'进行低通滤波处理，得到第三转子磁链ψα3'、ψβ3'的过程具体为：对第二转子磁链ψα2'、ψβ2'进行传递函数为的低通滤波处理，得到第三转子磁链ψα3'、ψβ3'。步骤S206：分别对第一转子磁链ψα1'、ψβ1'和第三转子磁链ψα3'、ψβ3'进行相加处理，得到转子磁链ψ*α'、ψ*β'，并将转子磁链ψ*α'、ψ*β'作为下一周期新的当前转子磁链，其中，ψ*α'＝ψα1'+ψα3'，ψ*β'＝ψβ1'+ψβ3'。具体地，对于该转子磁链的计算方法的介绍请参照上述定子磁链的计算方法的介绍，本发明在此不再赘述。本发明提供了一种磁链的计算方法，应用于转子，该方法包括对输入电压进行前馈积分处理、坐标变换、限幅处理以及低通滤波处理，其中，前馈积分处理和低通滤波处理构成双积分环节，可以消除非线性失真和饱和漂移问题，实现幅值和相位的完全补偿，使得最终的输出波形正弦度较好，失真很小；另外，通过限幅处理能够实现对幅值的调整，使得幅值不大于预设转子磁链幅值，从而能够有效消除输出波形的直流偏置。与上述方法实施例相对应的，本发明还提供了一种定子励磁的计算系统，请参照图4，图4为本发明提供的一种定子磁链的计算系统的结构示意图，该系统包括：第一前馈处理装置11，用于对输入电压uα、uβ进行前馈积分处理，得到第一定子磁链ψα1、ψβ1，其中，uα＝uαs-Rsiαs，uβ＝uβs-Rsiβs；uαs为定子电压在α轴上的分量，uβs为定子电压在β轴上的分量，Rs为定子电阻，iαs为定子电流在α轴上的分量，iβs为定子电流在β轴上的分量；第一坐标变换单元12，用于获取当前定子磁链ψα、ψβ，并将当前定子磁链ψα、ψβ由直角坐标转换为极坐标，得到定子磁链幅值和定子磁链角度；将限幅定子磁链幅值和定子磁链角度由极坐标转换为直角坐标，得到第二定子磁链ψα2、ψβ2；第一限幅单元13，用于对定子磁链幅值进行限幅处理，使得定子磁链幅值不大于预设定子磁链幅值，得到限幅定子磁链幅值；第一低通滤波单元14，用于对第二定子磁链ψα2、ψβ2进行低通滤波处理，得到第三定子磁链ψα3、ψβ3；第一加法单元15，用于分别对第一定子磁链ψα1、ψβ1和第三定子磁链ψα3、ψβ3进行相加处理，得到定子磁链ψ*α、ψ*β，并将定子磁链ψ*α、ψ*β作为下一周期新的当前定子磁链，其中，ψ*α＝ψα1+ψα3，ψ*β＝ψβ1+ψβ3。本发明提供了一种磁链的计算系统，应用于定子，该方法包括对输入电压进行前馈积分处理、坐标变换、限幅处理以及低通滤波处理，其中，前馈积分处理和低通滤波处理构成双积分环节，可以消除非线性失真和饱和漂移问题，实现幅值和相位的完全补偿，使得最终的输出波形正弦度较好，失真很小；另外，通过限幅处理能够实现对幅值的调整，使得幅值不大于预设定子磁链幅值，从而能够有效消除输出波形的直流偏置。与上述方法实施例相对应的，本发明还提供了一种转子励磁的计算系统，请参照图5，图5为本发明提供的一种转子磁链的计算系统的结构示意图，该系统包括：第二前馈处理装置21，用于对输入电压uα'、uβ'进行前馈积分处理，得到第一转子磁链ψα1'、ψβ1'，其中，uα'＝uαs'-Rs'iαs'，uβ'＝uβs'-Rs'iβs'，uαs'为转子电压在α轴上的分量，uβs'为转子电压在β轴上的分量，Rs'为转子电阻，iαs'为转子电流在α轴上的分量，iβs'为转子电流在β轴上的分量；第二坐标变换单元22，用于获取当前转子磁链ψα'、ψβ'，并将当前转子磁链ψα'、ψβ'由直角坐标转换为极坐标，得到转子磁链幅值和转子磁链角度；将限幅转子磁链幅值和转子磁链角度由极坐标转换为直角坐标，得到第二转子磁链ψα2'、ψβ2'；第二限幅单元23，用于对转子磁链幅值进行限幅处理，使得转子磁链幅值不大于预设转子磁链幅值，得到限幅转子磁链幅值；第二低通滤波单元24，用于对第二转子磁链ψα2'、ψβ2'进行低通滤波处理，得到第三转子磁链ψα3'、ψβ3'；第二加法单元25，用于分别对第一转子磁链ψα1'、ψβ1'和第三转子磁链ψα3'、ψβ3'进行相加处理，得到转子磁链ψ*α'、ψ*β'，并将转子磁链ψ*α'、ψ*β'作为下一周期新的当前转子磁链，其中，ψ*α'＝ψα1'+ψα3'，ψ*β'＝ψβ1'+ψβ3'。本发明提供了一种磁链的计算系统，应用于转子，该方法包括对输入电压进行前馈积分处理、坐标变换、限幅处理以及低通滤波处理，其中，前馈积分处理和低通滤波处理构成双积分环节，可以消除非线性失真和饱和漂移问题，实现幅值和相位的完全补偿，使得最终的输出波形正弦度较好，失真很小；另外，通过限幅处理能够实现对幅值的调整，使得幅值不大于预设转子磁链幅值，从而能够有效消除输出波形的直流偏置。本说明书中对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。