技术特征：
1.一种基于dob死区补偿下ekf的pmslm无传感器控制方法，其特征在于，包括：采用ekf估算器估计电机转速和动子位置将pmslm的采样电流i
d
、i
q
、电流pi调节器输出的实际电压u
d
、u
q
和转速估计值输入死区补偿dob观测器，得到死区干扰电压将死区干扰电压作为前馈补偿电压，与电流pi调节器输出电压u
d
、u
q
叠加后作为死区补偿时所需控制电压指令u
d*
、u
q*
，并经过反park变换得到αβ坐标系下指令电压u
α*
、u
β*
；将死区补偿时指令电压u
α*
、u
β*
，以及采样电流i
α
、i
β
输入至ekf估算器，得到死区补偿时的转速估计值和动子位置估计值2.根据权利要求1所述的一种基于dob死区补偿下ekf的pmslm无传感器控制方法，其特征在于，还包括：测量pmslm的实际三相电流，将三相电流经过clark变换得到αβ坐标系下电流i
α
和i
β
，再通过park变换得到dq坐标系下采样电流i
d
和i
q
；将d轴给定电流i
d*
与i
d
的差值信号和q轴给定电流i
q*
与i
q
的差值信号经过电流pi调节器调节，得到dq坐标系下实际电压u
d
、u
q
。3.根据权利要求2所述的一种基于dob死区补偿下ekf的pmslm无传感器控制方法，其特征在于，park变换矩阵通过由动子位置换算得到的转子磁链角度建立。4.根据权利要求3所述的一种基于dob死区补偿下ekf的pmslm无传感器控制方法，其特征在于，所述park变换矩阵为：式(1)中：为转子磁链角度估计值，且为转子磁链角度估计值，且为由ekf算法对动子位置估计值；τ为次级极距。5.根据权利要求1所述的一种基于dob死区补偿下ekf的pmslm无传感器控制方法，其特征在于，所述死区补偿dob观测器的模型表示如下：式中，分别为第k时刻dq坐标系下电压扰动估计值分量；u
d
(k-1)、u
q
(k-1)分别为第k-1时刻dq坐标系下初级电压分量；r
s
为初级电阻；i
d
(k-1)、i
q
(k-1)分别为第k-1时刻dq坐标系下初级电流分量；l
d
、l
q
分别为dq坐标系下电感分量；i
d
(k-2)、i
q
(k-2)分别为第k-2时刻dq坐标系下初级电流分量；t
s
为采样周期；ψ
f
为次级永磁体磁链；τ为次级极距；为由ekf估计得到的第k-1时刻的初级运动速度。6.根据权利要求5所述的一种基于dob死区补偿下ekf的pmslm无传感器控制方法，其特征在于，所述死区补偿dob观测器通过以下方法构建：
将死区效应造成的逆变器输出电压误差视为干扰电压，根据机械响应速度小于电气响应速度，且在一个微秒级采样周期内，干扰电压几乎不变，建立离散状态下干扰电压误差数学模型：式(2)中，u
d_err
(k)、u
q_err
(k)分别表示第k时刻dq坐标系下干扰电压分量；u
d_err
(k-1)、u
q_err
(k-1)分别表示第(k-1)时刻dq坐标系下干扰电压分量；考虑死区效应的影响，建立dq坐标系下的pmslm数学模型：式(3)中：u
d
、u
q
分别为dq坐标系下初级电压分量；r
s
为初级电阻；l
d
、l
q
分别为dq坐标系下电感分量；i
d
、i
q
分别为dq坐标系下初级电流分量；ψ
f
为次级永磁体磁链；为由ekf估计得到的初级运动速度；τ为次级极距；u
d_err
、u
q_err
分别表示dq坐标系下干扰电压分量；将式(3)离散化，并转化为干扰电压方程：式(4)中，u
d
(k)、u
q
(k)分别为第k时刻dq坐标系下初级电压分量；i
d
(k)、i
q
(k)分别为第k时刻dq坐标系下初级电流分量；i
d
(k-1)、i
q
(k-1)分别为第k-1时刻dq坐标系下初级电流分量；t
s
为采样周期；为由ekf估计得到的第k时刻的初级运动速度；根据干扰电压误差数学模型和干扰电压方程，利用第(k-1)时刻的干扰电压估计第k时刻的干扰电压，得到第k时刻的干扰电压估计值电压方程：7.根据权利要求1所述的一种基于dob死区补偿下ekf的pmslm无传感器控制方法，其特征在于，所述ekf估算器根据如下步骤建立：在αβ坐标系下，建立死区补偿时的pmslm数学模型，并将其转换为电流方程：式(6)中：r
s
为初级电阻；l
s
为初级电感，永磁同步直线电机为表贴式pmslm，令l
s
＝l
d
＝l
q
，l
d
、l
q
分别为dq坐标系下电感分量；τ为次级极距；ψ
f
为次级永磁体磁链；u
α*
、u
β*
分别为死区补偿时αβ坐标系下指令电压分量；
根据机械响应速度小于电气响应速度，得到和的表达式：将死区补偿时的pmslm电流方程和和的表达式转换为空间状态方程：式中：为状态变量；u＝[u
α* u
β*
]
t
为输入变量；y＝[i
α
i
β
]
t
为输出变量；f(x)为非线性矩阵，b、c为系统矩阵：采用ekf算法将式(8)离散化，并根据离散化的数学模型搭建ekf估算器。8.根据权利要求2所述的一种基于dob死区补偿下ekf的pmslm无传感器控制方法，其特征在于，还包括：将电机的给定转速v
ref
与转速估计值的差值信号经过转速pi调节器调节后，得到q轴给定电流i
q*
。9.一种基于dob死区补偿下ekf的pmslm无传感器控制系统，其特征在于，包括：速度和位置追踪模块，用于根据受死区效应影响下的指令电压和采样电流，采用ekf估算器估计电机转速和动子位置以及根据死区补偿时指令电压u
α*
、u
β*
，以及采样电流i
α
、i
β
，采用ekf估算器估计转速估计值和动子位置估计值干扰电压估算模块，用于将pmslm的采样电流i
d
、i
q
、电流pi调节器输出的实际电压u
d
、u
q
和转速估计值输入死区补偿dob观测器，得到死区干扰电压电压控制模块，用于将死区干扰电压作为前馈补偿电压，与电流pi调节器输出电压u
d
、u
q
叠加后作为死区补偿时所需控制电压指令u
d*
、u
q*
，并经过反park变换得到αβ坐标系下指令电压u
α*
、u
β*
。10.根据权利要求9所述的基于dob死区补偿下ekf的pmslm无传感器控制系统，其特征在于，还包括：坐标变换模块，用于将测量的pmslm的实际三相电流经过clark变换得到αβ坐标系下电流i
α
和i
β
，再通过park变换得到dq坐标系下电流i
d
和i
q
；电流控制模块，用于将d轴给定电流i
d*
与i
d
的差值信号和q轴给定电流i
q*
与i
q
的差值信号经过电流pi调节器调节，得到dq坐标系下实际电压u
d
、u
q
。
技术总结
本发明公开了一种基于DOB死区补偿下EKF的PMSLM无传感器控制方法及系统。采用EKF算法估计电机速度和动子位置，根据采样电流、实际电压和速度估计值计算干扰电压，并据此构建新型死区DOB，进而将干扰电压前馈补偿给电流调节器的输出电压，叠加后作为死区补偿时所需控制电压指令，最终实现对PMSLM速度和动子位置的精确控制。本发明实现了对死区效应造成逆变器输出电压误差的补偿，提高了对电机速度和动子位置的辨识精度，从而满足了高性能的PMSLM控制要求。控制要求。控制要求。
技术研发人员：林健 张树龙 周磊 查雨欣 孙冀婷
受保护的技术使用者：南京工程学院
技术研发日：2022.02.24
技术公布日：2022/5/17