/ (k)，其预测表达式为：
[0034] Udl*(k) =A1Idl (k-1)+A2idl*(k)+A3Iql (k-1)+A4Udl*(k-1)
[0035] Uql* (k) =B1Iql (k-l)+B2iql*(k)+B3idl(k_l)+B4Uql* (k-1)
[0036] Ud2* (k) =C1id2 (k-1) +C2id2* (k) +C3iq2 (k-1) +C4Ud2* (k-1)
[0037] U/ (k) =D1iq2 (k-1) +D2i/ (k) +D3id2 (k-1) +D4U/ (k-1)
[0038] 其中，k为第k个控制周期，k-1表示第k-1个周期，即上一个周期，U/(k)、U/(k) 和1^/(1〇、Uq/(k)分别为预测出的第k个控制周期的d_q轴电压，i/(k)、i/(k)和id/(k)、 iq2*(k)分别为第k个控制周期内给定的d_q轴电流，八1為為、八4为1]/(1〇的调节参数，81、 B2、B3、B4SU/(k)的调节参数，Q、C2、C3、(：4为Ud/(k)的调节参数，D2、D3、04为Uq/(k) 的调节参数，根据电机自身不同的特性决定；
[0039] (4)将预测控制器1和预测控制器2得到的预测出的d_q轴电压U/(k)、U/(k) 和Ud/(k)、U/(k)分别经过Park反变换得到电压Ual'Uf^和Ua2'Ufi2'再送入电压空间 矢量脉宽调制（SVPffM)中得到各自功率管开通、关断的脉宽调制信号，再分别通过逆变器1 和逆变器2输出电机的各相电流来控制电机跟随给定信号智能运行；
[0040] (5)通过故障诊断器与余度通信功能，对控制系统是否存在开路故障进行诊断与 处理，根据开路故障诊断方法，如果诊断出发生开路故障，则切除故障态的一套绕组（绕组 a、b、c或绕组x、y、z)，同时通过余度通信功能向正常的一套绕组发送故障信号，增加正常 的一套绕组的输出功率，使其由故障前输出的50%功率变为故障后输出100%的功率，其 中所述的开路故障诊断方法的具体步骤为：
[0041] (5. 1)将采集到的电流ia、ib、i。、ix、iy、iz分别代入各相电流诊断方程处理得到各 相的电流诊断值，其各相电流诊断方程为：
[0043] 其中，Zfsw*、/Tsunw、：Ifswtse、Zfgflnw分别为各相电流对应的电 流诊断值，f为电机的运行频率；
[0044] (5. 2)将处理得到的各相电流诊断值，代入开路故障诊断方程处理得到各相绕组 是否出现开路的表示值，其开路故障诊断方程为：
[0046] 其中，&为各相绕组是否出现开路的表示值，g=a，b，c，x，y，z;其值为0表示出 现开路，为1表示正常；
[0047] (5. 3)根据处理得到的各相绕组是否出现开路的表示值，代入开路故障处理方程 得到开路故障态时应切除哪一套绕组的表示值，其开路故障处理方程为：
[0050] 其中，S1为是否应切除绕组a、b、c这一套绕组的表示值，S2为是否应切除绕组x、 y、z这一套绕组的表示值，其值为0表示应该切除，为1表示不切除。
[0051] 以上实施方式仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡 是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范 围之内。
【主权项】
1. 一种永磁电机的智能控制方法，其特征在于，包括如下步骤： (1)通过霍尔传感器采集永磁驱动电机两套绕组（绕组a、b、c和绕组x、y、z)中各自 的电流ia、ib、i。和ix、iy、iz，然后将其分别通过abc/dq变换器得到d-q坐标系下各自实际 电流值idl、iqjpid2、iq2; ⑵将采集的电流ia、ib、i。和ix、iy、iz，以及经过Park反变换得到电压Uu'U，和U。/、Up%分别通过位置观测器1和位置观测器2得到永磁驱动电机的转子位置估计信号 Q:和Q2，以及速度信号转子机械角速度':和wd (3) 给逆变器1和逆变器2分别供给直流母线电压VDa和VDe2，将给定转速《 /和反馈 的速度分别送入滑模控制器1和滑模控制器2进行处理，分别得到具有抗扰动能 力和自适应能力强的电流i/和i/，再将给定的d-q轴电流i/、i/以及i/、id/分别送 入预测控制器1和预测控制器2,其中i/= 0、id/= 0,同时将上一次输出的d-q轴电压 Udl*(k-l)、Uql*(k_l)和1^&-1)、1^〇^1)以及上一次反馈回来的电流idl(k_l)、iql(k_l) 和id2(k_l)、iq2(k_l)分别一同送入预测控制器1和预测控制器2,得到预测出的d_q轴电 压U/ (k)、U/ (k)和Ud/ (k)、U/ (k)，其预测表达式为： V(k) =Addl (k-1) +A2idl* (k) +A3iql (k-1) +A4Udl* (k-1) Uql*(k) =B1iql(k-l)+B2iql*(k)+B3idl(k-l)+B4Uql*(k-l) Ud2*(k) =Qi^Ck-D+c^^C^+^i^Ck-D+c^^k-i) Uq2*(k) =D1iq2(k-l)+D2iq2*(k)+D3id2(k-l)+D4Uq2>N(k-l) 其中，k为第k个控制周期，k-1表示第k-1个周期，即上一个周期，U/(k)、U/(k)和Ud/(k)、U/(k)分别为预测出的第k个控制周期的d-q轴电压，idl*(k)、i/(k)和id/(k)、 iq2*(k)分别为第k个控制周期内给定的d-q轴电流，八1為為、八4为1]/〇〇的调节参数，81、 B2、B3、U/(k)的调节参数，Q、C2、C3、(：4为Ud/(k)的调节参数，DpD2、D3、04为Uq/(k) 的调节参数，根据电机自身不同的特性决定； (4) 将预测控制器1和预测控制器2得到的预测出的d-q轴电压U/(k)、U/(k)和 Ud2*(k)、U/(k)分别经过Park反变换得到电压Ual*、UM*和Ua2*、U。再送入电压空间矢 量脉宽调制（SVPWM)中得到各自功率管开通、关断的脉宽调制信号，再分别通过逆变器1和 逆变器2输出电机的各相电流来控制电机跟随给定信号智能运行； (5) 通过故障诊断器与余度通信功能，对控制系统是否存在开路故障进行诊断与处理， 根据开路故障诊断方法，如果诊断出发生开路故障，则切除故障态的一套绕组（绕组a、b、c 或绕组x、y、z)，同时通过余度通信功能向正常的一套绕组发送故障信号，增加正常的一套 绕组的输出功率，使其由故障前输出的50%功率变为故障后输出100%的功率，其中所述 的开路故障诊断方法的具体步骤为： (5. 1)将采集到的电流ia、ib、i。、ix、iy、别代入各相电流诊断方程处理得到各相的 电流诊断值，其各相电流诊断方程为：其中，胃分别为各相电流对应的电流诊 断值，f为电机的运行频率； (5. 2)将处理得到的各相电流诊断值，代入开路故障诊断方程处理得到各相绕组是否 出现开路的表示值，其开路故障诊断方程为：其中，&为各相绕组是否出现开路的表示值，g=a，b，c，x，y，z;其值为0表示出现开 路，为1表示正常； (5. 3)根据处理得到的各相绕组是否出现开路的表示值，代入开路故障处理方程得到 开路故障态时应切除哪一套绕组的表示值，其开路故障处理方程为：其中，Si为是否应切除绕组a、b、c这一套绕组的表示值，S2为是否应切除绕组x、y、z这一套绕组的表示值，其值为〇表示应该切除，为1表示不切除。
【专利摘要】本发明公开了一种永磁电机的智能控制方法，该控制方法采用电机的两套绕组分别通过滑模控制器、预测控制器、逆变器进行电动状态带动负载运行，采用位置观测器，无需传统的位置检测器，降低了系统成本和增强了系统的抗干扰能力和环境适应能力，在速度调节中采用了滑模控制器来代替传统的速度PI控制器，增加了系统的抗扰动能力，最后还增加了余度通信、故障诊断器，能分别对控制系统是否存在绕组开路故障进行诊断与处理。本发明简单易行，具有智能化、高可靠性、低成本、抗干扰能力强等特点，适用于对动态性能、环境适应力以及可靠性要求较高的电驱动场合。
【IPC分类】H02P21/00
【公开号】CN105024611
【申请号】CN201510500590
【发明人】石成富, 李喜生, 蒋顺恺
【申请人】石成富
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年8月16日