电机控制方法、装置及计算机可读存储介质与流程

本技术涉及电机控制，尤其涉及一种电机控制方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、电机因具有效率高、转矩密度高，以及响应速度快等优点，在风力发电、电动汽车以及数控机床等高性能伺服驱动场合得到了广泛的应用。电机控制系统多采用三闭环控制，内环为电流环，中间环为速度环，外环为位置环。电流环作为控制系统的最内环，是伺服系统能否实现高精密控制的关键环节。

2、电机由于受到本体非理想因素和逆变器非线性因素的影响，电机电流中存在大量谐波，同时在电机的实际运行中，负载扰动也会影响电流谐波含量。这些谐波会导致电机产生过多的损耗和较大的转速波动。

3、相关技术中，通过预测电流控制方法可以快速精确跟踪到电流，但是预测控制依赖于精确的系统数学模型。当模型不准确或者参数失配时，电机控制系统会产生扰动导致电流跟踪精度和谐波抑制效果下降，进而导致电机控制系统的稳定性降低。

技术实现思路

1、本技术实施例通过提供一种电机控制方法、装置及计算机可读存储介质，旨在对电机的电流谐波进行抑制，降低电机损耗和电机转速波动，提高电机控制系统的稳定性。

2、本技术实施例提供了一种电机控制方法，所述电机控制方法，用于电机控制系统，包括：

3、根据电机的实际转速和q轴实际电流，确定q轴负载扰动补偿电流；

4、根据所述q轴负载扰动补偿电流补偿q轴给定电流，并确定补偿后的q轴给定电流与所述q轴实际电流之间的q轴电流误差；

5、根据所述q轴电流误差确定q轴给定电压；

6、根据所述q轴给定电压和d轴给定电压，控制逆变器输出所述电机的驱动信号。

7、可选地，所述电机控制系统包括：负载扰动滑模观测器和增益算子模块，所述根据电机的实际转速和q轴实际电流，确定q轴负载扰动补偿电流的步骤包括：

8、将电机的实际转速和q轴实际电流输入所述负载扰动滑模观测器，得到负载转矩观测值；

9、将所述负载转矩观测值输入所述增益算子模块进行计算，得到所述q轴负载扰动补偿电流。

10、可选地，所述将电机的实际转速和q轴实际电流输入所述负载扰动滑模观测器，得到负载转矩观测值的步骤包括：

11、将所述电机的实际转速和q轴实际电流输入负载扰动滑模观测器，基于所述负载扰动滑模观测器中的滑模控制函数进行计算，得到所述负载转矩观测值，其中，所述负载扰动滑模观测器表示为：

12、

13、其中，ts表示控制周期，ke表示转矩系数，j为转动惯量，iq表示q轴实际电流，b为阻力摩擦系数，k表示滑模系数，为实际转速的观测值，表示负载转矩tl的负载转矩观测值，vsmf表示滑模控制函数，所述滑模控制函数表示为：

14、

15、其中，λ代表趋近律参数，s为滑模面。

16、可选地，所述将所述负载转矩观测值输入所述增益算子模块进行计算，得到所述q轴负载扰动补偿电流的步骤包括：

17、将所述负载转矩观测值输入所述增益算子模块，基于所述增益算子模块中的增益算子计算得到所述q轴负载扰动补偿电流，其中，所述增益算子表示为：

18、

19、其中，ke为转矩系数，为负载转矩观测值。

20、可选地，所述电机控制系统还包括：速度环控制器，所述根据所述q轴负载扰动补偿电流补偿q轴给定电流，并确定补偿后的q轴给定电流与所述q轴实际电流之间的q轴电流误差的步骤之前，还包括：

21、获取所述电机的给定速度；

22、根据所述给定速度和所述电机的实际速度，确定速度差值；

23、将所述速度差值输入所述速度环控制器，得到所述q轴给定电流。

24、可选地，所述电机控制系统还包括：q轴比例谐振控制器，所述根据所述q轴电流误差确定q轴给定电压的步骤包括：

25、将所述q轴电流误差输入所述q轴比例谐振控制器，根据所述q轴电流误差和传递函数计算得到所述q轴给定电压，其中，所述q轴给定电压对应的计算公式表示为：

26、

27、其中，eq为q轴电流误差，gpr(s)为传递函数。

28、可选地，所述电机控制系统还包括：d轴比例谐振控制器，所述根据所述q轴给定电压和d轴给定电压，控制逆变器输出所述电机的驱动信号的步骤之前，还包括：

29、获取d轴给定电流和d轴实际电流；

30、根据所述d轴给定电流和所述d轴实际电流确定d轴电流误差；

31、将所述d轴电流误差输入所述d轴比例谐振控制器，根据所述d轴电流误差和传递函数计算得到所述d轴给定电压，其中，所述d轴给定电压对应的计算公式表示为：

32、

33、其中，ed为q轴电流误差，gpr(s)为传递函数。

34、可选地，所述传递函数表示为：

35、

36、其中，kpr为比例系数，kir为谐振系数，ωc为带宽，ωn为谐振频率。

37、可选地，所述电机控制系统还包括：ipark变换模块和svpwm模块，所述根据所述q轴给定电压和d轴给定电压，控制逆变器输出所述电机的驱动信号的步骤包括：

38、将d轴给定电压和所述q轴给定电压输入ipark变换模块，得到两相坐标系下的α轴给定电压和β轴给定电压；

39、将所述α轴给定电压和所述β轴给定电压输入svpwm模块，得到空间矢量电压信号；

40、将所述空间矢量电压信号输入逆变器，得到所述电机的驱动信号。

41、可选地，所述电机控制系统还包括：clark变换模块和park变换模块，所述根据电机的实际转速和q轴实际电流，确定q轴负载扰动补偿电流的步骤之前，还包括：

42、获取逆变器在三相坐标系下的三相交流；

43、将所述三相交流输入clark变换模块，得到两相坐标系下的α轴电流和β轴电流；

44、将所述α轴电流和所述β轴电流经过park变换模块，得到旋转d-q坐标系下的d轴实际电流和q轴实际电流。

45、此外，为实现上述目的，本技术还提供了一种电机控制装置，所述电机控制装置包括：

46、负载扰动补偿电流确定模块，用于根据电机的实际转速和q轴实际电流，确定q轴负载扰动补偿电流；

47、q轴电流误差确定模块，用于根据所述q轴负载扰动补偿电流补偿q轴给定电流，并确定补偿后的q轴给定电流与所述q轴实际电流之间的q轴电流误差；

48、q轴给定电压确定模块，用于根据所述q轴电流误差确定q轴给定电压；

49、驱动信号确定模块，用于根据所述q轴给定电压和d轴给定电压，控制逆变器输出所述电机的驱动信号。

50、此外，为实现上述目的，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有电机控制程序，所述电机控制程序被处理器执行时实现上述的电机控制方法的步骤。

51、本技术实施例中提供的一种电机控制方法、装置及计算机可读存储介质的技术方案，根据电机的实际转速和q轴实际电流，确定q轴负载扰动补偿电流，通过q轴负载扰动补偿电流对q轴给定电流进行补偿，以减小q轴实际电流和q轴给定电流之间的误差，能够降低负载扰动对电机电流谐波含量的影响，使得最终得到的电机的驱动信号更加准确。