散电压方程为
[0032] 式中，UcKk)、Uq化)分别为k时刻的d、q轴电压，icKk)、iq化)分别为k时刻的d、q轴电 流，id化-l)、iq化-1)分别为k-1时刻的d、q轴电流，W化)为k时刻的转速。
[0033] 步骤二:d、q轴电压观测单元，针对电机的d、q轴离散电压方程，分别设计d轴电压 观测器和q轴电压观测器，得到k时刻的d轴电压观测量和q轴电压观测量。
[0034] 令山化）=Rid化)-?Lqiq化)或-WLqiq化)为d轴电压待观测量，设计观测器观测山 化），观测器形式根据具体情况而定。比如选取如下的观测器方程：
[0036] 式中，Zi化)为k时刻的巧由电压中间变量，為似为巧由电压观测量山为巧由观测器 增益。通过调参选取合适的^可W保证化)趋近于山化）。
[0037] 再令d2化）=Riq化)+Ld ?化）id化)+恥《化)或Ld ?化）id化)+恥《化)为q轴电压待 观测量，设计观测器观测cb(k)，观测器形式根据具体情况而定。比如选取如下的观测器方 程：
[0039] 式中，Z2化)为k时刻的q轴电压中间变量为q轴电压观测量，L2为q轴观测器 增益。通过调参选取合适的L2可W保证少)趋近于Cb化）。
[0040] 步骤S:d、q轴电压预测单元，根据k+1之前时刻的d、q轴电压和电流，预测k+1时刻 的cUq轴电压。
[OOW Wk时刻的d轴电流给定i/化)来预测id化+1)，可得k+1时刻的d轴电压为
巧
[0043]旨化+1时刻的d轴电压Ud化+1)可由k时刻的d轴给定电流、k-1时刻的d轴反馈电流 和k时刻的d轴电压Ud化)预测得到。
[0044]同理，Wk时刻的q轴电流给定iq^k)来预测iq化+1)，可得k+1时刻的q轴电压为
价）
[0046] 旨P k+1时刻的q轴电压Z?, (k + 1)可由k时刻的q轴给定电流、k-1时刻的q轴反馈电流 和k时刻的q轴电压Uq化)预测得到。
[0047] 步骤四：d、q轴控制电压生成单元，根据k时刻的d轴电压观测量和q轴电压观测量， 结合k+1时刻的d、q轴电压预测量，生成d、q轴控制电压。
[004引由步骤二得到的k时刻d、q轴电压观测量分别为J||化）、.由步骤S得到的k+ 1时刻d、q轴电压预测量分别为，按照图2生成d、q轴控制电压Ud化+1)和 Ud化+1)，用于交流伺服的电流控制，图2中id嘴作树巧时日q轴的电流给定，Ud和Ud为d 轴和q轴的控制电压，交流伺服输出d轴电流i d、q轴电流i q和转速W，为
[0049] u.{k+\) = u,^{k+\) + d,{k) (7)
[0050] "',(k-f-l)二/yk f 1) + (?:(k) (8)
[0051] 本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。 上述实施例不W任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方 案均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种交流伺服的电流控制方法，其特征是基于电压观测器和电压预测器的交流伺服 电流控制，按W下步骤实现： 步骤一:离散采样，W电流环控制周期Ts为采样周期进行离散采样，得到电机的d、q轴离 散电压方程； 步骤二:d、q轴电压观测，针对电机的d、q轴离散电压方程，分别设计d轴电压观测器和q 轴电压观测器，得到k时刻的d轴电压观测量和q轴电压观测量； 步骤S:d、q轴电压预测，根据k+1之前时刻的d、q轴电压和电流，预测k+1时刻的d、q轴 电压； 步骤四：d、q轴控制电压生成，根据k时刻的d轴电压观测量和q轴电压观测量，结合k+1 时刻的d、q轴电压预测量，生成d、q轴控制电压，用于交流伺服的电流控制。2. 根据权利要求1所述的一种交流伺服的电流控制方法，其特征是所述电机为永磁同 步电机，所述电流控制方法为： 步骤一 电流环控制周期Ts为采样周期进行离散采样，得到电机的d、q轴离散电压方 程：式中，UcKk)、Uq化)分别为k时刻的d、q轴电压，icKk)、iq化)分别为k时刻的d、q轴电流，id 化-l)、iq化-1)分别为k-1时刻的d、q轴电流，ω化)为k时刻的电机转速，Ld为d轴电感，Lq为q 轴电感，R为定子电阻，恥为永磁体磁链； 步骤二:分别设计d轴电压观测器和q轴电压观测器： 令d轴电压待观测量山化)=Rid化)-wLqiq化)或-wLqiq化），设计d轴电压观测器：(3) 式中，Z1化)为k时刻的d轴电压中间变量，<?1似为d轴电压观测量山为d轴观测器增益； 再令q轴电压待观测量d2化）=Riq化)+LdW化)icKk)+i])f ω化)或LdW化）icKk)+恥ω化） 为，设计q轴电压观测器：(4) 式中，Z2化)为k时刻的q轴电压中间变量，为q轴电压观测量，L2为q轴观测器增益； 步骤Ξ:预测k+1时刻的d、q轴电压： Wk时刻的d轴电流给定i/化)来预测id化+1)，得k+1时刻的d轴预测电压为：辟 Wk时刻的q轴电流给定iq种)来预测iq化+1)，得k+1时刻的q轴预测电压为：樹 步骤四：由步骤二得到的k时亥Ud、q轴电压观测量分别为如!<)、是俾)，由步骤立得到的 k+1时亥iJcUq轴电压预测量分别为A,(k+〇、，生成d、q轴控制电压为：
【专利摘要】一种交流伺服的电流控制方法，基于电压观测器和电压预测器辅助交流伺服的电流控制，包括以下步骤：1)离散采样，得到电机的d、q轴离散电压方程；2)分别设计d轴电压观测器和q轴电压观测器，得到k时刻的d轴电压观测量和q轴电压观测量；3)根据k+1之前时刻的d、q轴电压和电流，预测k+1时刻的d、q轴电压；4)根据k时刻的d轴电压观测量和q轴电压观测量，结合k+1时刻的d、q轴电压预测量，生成d、q轴控制电压，用于交流伺服的电流控制。本发明能够实现快速且高精度的交流伺服电流控制，在不影响稳定性的前提下获得更好的动态响应性能。
【IPC分类】H02P21/22
【公开号】CN105553372
【申请号】CN201510996601
【发明人】吴超, 孙园园, 齐丹丹, 吴波
【申请人】南京埃斯顿自动控制技术有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月24日