本發(fā)明涉及無速度傳感器測(cè)速技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法。

背景技術(shù)：

在電機(jī)速度檢測(cè)過程中，機(jī)械傳感器存在很多難以解決的缺點(diǎn)。如：在一些特殊的工作環(huán)境下(高溫，高壓)，其提供的信息精度不值得信賴；同時(shí)使用機(jī)械傳感器使電機(jī)控制系統(tǒng)成本的增加、維護(hù)困難等。同時(shí)因?yàn)槌Ｒ?guī)PI控制器一般都會(huì)存在一個(gè)問題——積分飽和。所謂積分飽和，是指系統(tǒng)存在一個(gè)方向的偏差時(shí)，PI控制器的積分環(huán)節(jié)不斷累加，最終到達(dá)控制器的限幅值，即使繼續(xù)積分作用，控制器輸出不變，所以出現(xiàn)了積分飽和。一旦系統(tǒng)出現(xiàn)反向偏差，控制器反向積分，控制器輸出逐漸從飽和區(qū)退出，退出的時(shí)間與之間積分飽和的深度有關(guān)。但是，在退飽和的時(shí)間內(nèi)，控制器輸出還是在限幅值，此時(shí)容易出現(xiàn)調(diào)節(jié)滯后，導(dǎo)致系統(tǒng)性能變差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種基于模糊控制和MRAS(model reference adaptive system，模型參考自適應(yīng)系統(tǒng))的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法，無速度傳感器裝置用于矢量控制閉環(huán)系統(tǒng)中，避免在一些特殊的工作環(huán)境下機(jī)械傳感器提供的信息不準(zhǔn)確。通過模糊控制器調(diào)整PI調(diào)節(jié)器的比例積分系數(shù)，以使PI調(diào)節(jié)器能在電機(jī)很寬的速度范圍內(nèi)都具有良好的動(dòng)穩(wěn)態(tài)性能。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法，包括以下步驟：

步驟1：選擇d軸參考電流為0，交流永磁同步電機(jī)檢測(cè)輸出三相電流i_a、i_b和i_c；

步驟2：三相電流i_a、i_b和i_c經(jīng)過Clark變換，輸出兩相靜止直角坐標(biāo)系α-β下的兩相定子電流i_α和i_β；

步驟3：兩相定子電流i_α和i_β經(jīng)過以轉(zhuǎn)子位置的估計(jì)值為參考角的Park變換，輸出兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q下的兩相電流i_d和i_q；

步驟4：將q軸參考電壓和d軸參考電壓輸入到電壓電流轉(zhuǎn)換器中，經(jīng)電壓電流轉(zhuǎn)換后輸出兩相估算電流和

步驟5：將步驟3中所得的兩相電流i_d和i_q與步驟4中所得的兩相估算電流和一并輸入模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行估算處理，估算出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的估計(jì)值和轉(zhuǎn)子位置的估計(jì)值

步驟6：將步驟5中估算出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的估計(jì)值乘以一常數(shù)得到估算的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n，并將估算的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與實(shí)際的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n*進(jìn)行作差，差值通過PI調(diào)節(jié)后輸出q軸參考電流

步驟7：將q軸參考電流與步驟3中得到的電流i_q進(jìn)行作差，差值通過PI調(diào)節(jié)后輸出q軸參考電壓

步驟8：將d軸參考電流與步驟3中得到的電流i_d進(jìn)行作差，差值通過PI調(diào)節(jié)后輸出d軸參考電壓

步驟9：將步驟7中輸出的q軸參考電壓和步驟8中輸出的d軸參考電壓經(jīng)過以轉(zhuǎn)子位置的估計(jì)值為參考角的Park反變換，輸出兩相靜止直角坐標(biāo)系α-β下的兩相控制電壓和

步驟10：將兩相控制電壓和進(jìn)行空間矢量調(diào)制，輸出PWM波形至逆變器，逆變器向永磁同步電機(jī)輸入三相電壓u_a、u_b和u_c，從而控制永磁同步電機(jī)，循環(huán)操作步驟1。

進(jìn)一步的，步驟5具體包括：

步驟51：構(gòu)建模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的參考模型和可調(diào)模型；

步驟52：由參考模型減去可調(diào)模型得到了自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的輸入量，獲得定子電流矢量誤差；

步驟53：通過自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的反饋?zhàn)饔脤?duì)可調(diào)模型中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的估計(jì)值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得可調(diào)模型的估計(jì)值與參考模型的實(shí)際值i_s’的趨向一致，定子電流矢量誤差趨近于零，同時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的估計(jì)值逐漸逼近實(shí)際值，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

進(jìn)一步的，步驟51中的參考模型的構(gòu)建步驟包括以下步驟：

永磁同步電機(jī)在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q下的電壓方程為：

其中，u_d和u_q為定子在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q下的電壓，i_d和i_q為定子在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q下的電流，和為定子在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q下電流的導(dǎo)數(shù)，R_s為定子每相電阻、L_s為定子每相電感，ω_r為轉(zhuǎn)速，ψ_f為轉(zhuǎn)子永磁磁鏈；

對(duì)公式(1)、(2)化簡得到：

令i’_q＝i_q，u’_q＝u_q，所以參考模型為：

進(jìn)一步的，步驟51中的可調(diào)模型的構(gòu)建步驟包括以下步驟：

由公式(5)、(6)構(gòu)造模型參考自適應(yīng)的可調(diào)模型：

進(jìn)一步的，步驟52中的定子電流矢量誤差的計(jì)算步驟包括以下步驟：

由定子電流矢量誤差σ＝i_s’-i_s’可知，公式(5)減去(7)、(6)減去(8)可得模型參考自適應(yīng)公式：

式中，

進(jìn)一步的，步驟53中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速估計(jì)值的計(jì)算步驟包括以下步驟：

由公式(9)、(10)和Popov超穩(wěn)定理論可以設(shè)定：

由i’_q＝i_q，和公式(11)可知轉(zhuǎn)速由i_d、i_q、表示如下：

進(jìn)一步的，步驟6具體包括：

步驟61：將實(shí)際的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n*與估算的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n進(jìn)行作差運(yùn)算得到的偏差e，及偏差e的變化率de/dt，一同作為模糊控制器的輸入值；

步驟62：偏差e經(jīng)過KP增益后的數(shù)值與模糊控制器的輸出值經(jīng)過Ki增益后再經(jīng)過微分處理后的數(shù)值一同構(gòu)成模糊PI控制器，模糊PI控制器的輸出值為q軸參考電流i_q^*。

進(jìn)一步的，在步驟6中，將步驟5中估算出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的估計(jì)值乘以一常數(shù)得到估算的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n，其中，估算出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的估計(jì)值與估算的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系為：

即，所述常數(shù)為9.55。

進(jìn)一步的，在步驟2中，將三相電流i_a、i_b和i_c經(jīng)過Clark變換，輸出兩相靜止直角坐標(biāo)系α-β下的兩相定子電流i_α和i_β，具體涉及的換算公式如下：

進(jìn)一步的，在步驟3中，兩相定子電流i_α和i_β經(jīng)過以轉(zhuǎn)子位置的估計(jì)值為參考角的Park變換，輸出兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q下的兩相電流i_d和i_q，具體涉及的換算公式如下：

其中，為估算的轉(zhuǎn)子角。

進(jìn)一步的，在步驟9中，將步驟7中輸出的q軸參考電壓和步驟8中輸出的d軸參考電壓經(jīng)過以轉(zhuǎn)子位置的估計(jì)值為參考角的Park反變換，輸出兩相靜止直角坐標(biāo)系α-β下的兩相控制電壓和具體涉及以下?lián)Q算公式：

其中，為估算的轉(zhuǎn)子角。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

1、本發(fā)明用于電機(jī)的位置和速度檢測(cè)，在實(shí)際運(yùn)行過程中，模型參考自適應(yīng)控制即是將電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況作為參考模型，將含有待估算轉(zhuǎn)速、電流等參數(shù)的電機(jī)模型作為可調(diào)模型，本發(fā)明選兩個(gè)模型均輸出電流值，利用電機(jī)的實(shí)際測(cè)量電流和估算電流的差值來對(duì)可調(diào)模型進(jìn)行調(diào)節(jié)，使估算值跟蹤實(shí)際值，從而達(dá)到電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的目的從而達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的；

2、本發(fā)明應(yīng)用模糊控制器調(diào)整PI調(diào)節(jié)器的比例積分系數(shù)，使PI自適應(yīng)調(diào)節(jié)器在電機(jī)很寬的速度范圍內(nèi)都有良好的動(dòng)穩(wěn)態(tài)性能，從而使觀測(cè)器在低速時(shí)可以抑制檢測(cè)的轉(zhuǎn)子位置角度的小幅振蕩，高速時(shí)減小其角度的相位延遲，提高了轉(zhuǎn)子位置的檢測(cè)精度；

3、本發(fā)明通過采用MRAS實(shí)現(xiàn)狀態(tài)估計(jì)，顯著提高了轉(zhuǎn)子位置與速度的估計(jì)精確度，且模型參考適應(yīng)法具有穩(wěn)定性好，不受系統(tǒng)控制策略影響的優(yōu)點(diǎn)；

4、本發(fā)明中通過模糊控制，無需建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，對(duì)被控對(duì)象的時(shí)滯、非線性和時(shí)變性具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。與常規(guī)PI控制器不同，模糊控制本質(zhì)上是一種非線性控制，對(duì)控制對(duì)象的參數(shù)變化或非線性具有較好的適應(yīng)能力，對(duì)干擾或噪聲具有更強(qiáng)的抑制功能，即更強(qiáng)的魯棒性，因此，對(duì)于那些因過程本身的不確定性和不精確性及噪聲而難于建立數(shù)學(xué)模型或數(shù)學(xué)模型粗糙復(fù)雜的系統(tǒng)，用模糊控制更具有優(yōu)越性；

5、本發(fā)明具有低成本、控制算法簡單、易于工程實(shí)現(xiàn)、轉(zhuǎn)速及位置的估算速度及精度高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。附圖中：

圖1是本發(fā)明一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法的整體流程圖；

圖2是本發(fā)明一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法中模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)MRAS原理結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法中步驟5的具體流程圖；

圖4是本發(fā)明一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法中模糊控制原理圖；

圖5是本發(fā)明一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法中步驟6的具體流程圖；

圖6是本發(fā)明一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法中e的隸屬函數(shù)圖；

圖7是本發(fā)明一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法中de的隸屬函數(shù)圖；

圖8是本發(fā)明一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法中du的隸屬函數(shù)圖；

圖9是本發(fā)明一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法的轉(zhuǎn)速波形圖；

圖10是本發(fā)明一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法的轉(zhuǎn)速誤差圖；

圖11是本發(fā)明一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法的轉(zhuǎn)角波形圖；

圖12是本發(fā)明一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法的轉(zhuǎn)角誤差波形圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)例，并不是全部的實(shí)例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是通過無速度傳感器裝置中的模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)參數(shù)不確定的情況下的測(cè)速方法。模型參考自適應(yīng)的主要思想是把含有待估計(jì)參數(shù)的方程作為可調(diào)模型，把不含未知參數(shù)的方程作為參考模型，并且這兩個(gè)模型在物理意義上有相同的輸出量，以參考模型的輸出值作為理想的響應(yīng)，然后通過合適的自適應(yīng)律對(duì)可調(diào)模型的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，讓兩個(gè)模型的輸出差值趨近為零，以達(dá)到控制對(duì)象的輸出可以跟蹤參考模型輸出的目的。

參考圖1，本發(fā)明公開了一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法，包括以下步驟：

步驟1：選擇d軸參考電流為0，交流永磁同步電機(jī)檢測(cè)輸出三相電流i_a、i_b和i_c；

步驟2：三相電流i_a、i_b和i_c經(jīng)過Clark變換，輸出兩相靜止直角坐標(biāo)系α-β下的兩相定子電流i_α和i_β；

步驟3：兩相定子電流i_α和i_β經(jīng)過以轉(zhuǎn)子位置的估計(jì)值為參考角的Park變換，輸出兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q下的兩相電流i_d和i_q；

步驟4：將q軸參考電壓和d軸參考電壓輸入到電壓電流轉(zhuǎn)換器中，經(jīng)電壓電流轉(zhuǎn)換后輸出兩相估算電流和

步驟5：將步驟3中所得的兩相電流i_d和i_q與步驟4中所得的兩相估算電流和一并輸入模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行估算處理，估算出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的估計(jì)值和轉(zhuǎn)子位置的估計(jì)值

步驟6：將步驟5中估算出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的估計(jì)值乘以一常數(shù)得到估算的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n，并將估算的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與實(shí)際的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n*進(jìn)行作差，差值通過PI調(diào)節(jié)后輸出q軸參考電流

步驟7：將q軸參考電流與步驟3中得到的電流i_q進(jìn)行作差，差值通過PI調(diào)節(jié)后輸出q軸參考電壓

步驟8：將d軸參考電流與步驟3中得到的電流i_d進(jìn)行作差，差值通過PI調(diào)節(jié)后輸出d軸參考電壓

步驟9：將步驟7中輸出的q軸參考電壓和步驟8中輸出的d軸參考電壓經(jīng)過以轉(zhuǎn)子位置的估計(jì)值為參考角的Park反變換，輸出兩相靜止直角坐標(biāo)系α-β下的兩相控制電壓和

步驟10：將兩相控制電壓和進(jìn)行空間矢量調(diào)制，輸出PWM波形至逆變器，逆變器向永磁同步電機(jī)輸入三相電壓u_a、u_b和u_c，從而控制永磁同步電機(jī)，循環(huán)操作步驟1。

本實(shí)施例中，參考模型的輸出x為理想的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)，參考模型用其輸出和狀態(tài)限定了一個(gè)給定性能指標(biāo)，給定的性能指標(biāo)與測(cè)得的性能指標(biāo)進(jìn)行比較需要使用一個(gè)典型的反饋減法器。當(dāng)被控對(duì)象受到了外界條件或工作條件改變等影響而有所偏離最優(yōu)軌線，可以通過被控對(duì)象輸出與參考模型輸出x進(jìn)行比較來得到此減法器，獲得的廣義誤差e進(jìn)入自適應(yīng)機(jī)構(gòu)，然后通過反饋?zhàn)饔脤?duì)可調(diào)模型的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而可以讓可調(diào)模型的輸出和參考模型的輸出x相一致，從而讓廣義誤差趨近于零，即讓可調(diào)模型的輸出與參考模型的輸出的性能指標(biāo)之差接近零。圖2中u表示電流量的輸入，由下文公式(5)、(6)構(gòu)成參考模型，再由下文公式(7)、(8)構(gòu)成可調(diào)模型，由參考模型減去可調(diào)模型得到了自適應(yīng)機(jī)構(gòu)(PI調(diào)節(jié)器)輸入量，通過自適應(yīng)機(jī)構(gòu)(PI調(diào)節(jié)器)去調(diào)節(jié)可調(diào)模型中的使可調(diào)模型估計(jì)值與參考模型的實(shí)際值i_s’的趨向一致，定子電流矢量誤差趨于于零，同時(shí)轉(zhuǎn)速估計(jì)逐漸逼近實(shí)際值，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

具體的，參考圖3，步驟5具體包括：

步驟51：構(gòu)建模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的參考模型和可調(diào)模型；

步驟52：由參考模型減去可調(diào)模型得到了自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的輸入量，獲得定子電流矢量誤差；

步驟53：通過自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的反饋?zhàn)饔脤?duì)可調(diào)模型中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的估計(jì)值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得可調(diào)模型的估計(jì)值與參考模型的實(shí)際值i_s’的趨向一致，定子電流矢量誤差趨近于零，同時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的估計(jì)值逐漸逼近實(shí)際值，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

進(jìn)一步的，步驟51中的參考模型的構(gòu)建步驟包括以下步驟：

永磁同步電機(jī)在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q下的電壓方程為：

其中，u_d和u_q為定子在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q下的電壓，i_d和i_q為定子在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q下的電流，和為定子在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q下電流的導(dǎo)數(shù)，R_s為定子每相電阻、L_s為定子每相電感，ω_r為轉(zhuǎn)速，ψ_f為轉(zhuǎn)子永磁磁鏈；

對(duì)公式(1)、(2)化簡得到：

令i’_q＝i_q，u’_q＝u_q，所以參考模型為：

進(jìn)一步的，步驟51中的可調(diào)模型的構(gòu)建步驟包括以下步驟：

由公式(5)、(6)構(gòu)造模型參考自適應(yīng)的可調(diào)模型：

進(jìn)一步的，步驟52中的定子電流矢量誤差的計(jì)算步驟包括以下步驟：

由定子電流矢量誤差σ＝i_s’-i_s’可知，公式(5)減去(7)、(6)減去(8)可得模型參考自適應(yīng)公式：

式中，

進(jìn)一步的，步驟53中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速估計(jì)值的計(jì)算步驟包括以下步驟：

MRAS中的參數(shù)一般運(yùn)用比例積分的結(jié)構(gòu)，由公式(9)、(10)和Popov超穩(wěn)定理論可以設(shè)定：

其中，通過PI調(diào)節(jié)器作用后產(chǎn)生速度信號(hào)使可調(diào)模型估計(jì)值與參考模型的實(shí)際值i_s’的趨向一致，定子電流矢量誤差趨于于零，同時(shí)轉(zhuǎn)速估計(jì)逐漸逼近實(shí)際值，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

由i’_q＝i_q，和公式(11)可知轉(zhuǎn)速由i_d、i_q、表示如下：

同時(shí)參考圖4和5，步驟6具體包括：

步驟61：將實(shí)際的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n*與估算的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n進(jìn)行作差運(yùn)算得到的偏差e，及偏差e的變化率de/dt，一同作為模糊控制器的輸入值；

步驟62：偏差e經(jīng)過KP增益后的數(shù)值與模糊控制器的輸出值經(jīng)過Ki增益后再經(jīng)過微分處理后的數(shù)值一同構(gòu)成模糊PI控制器，模糊PI控制器的輸出值為q軸參考電流

進(jìn)一步的，在步驟6中，將步驟5中估算出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的估計(jì)值乘以一常數(shù)得到估算的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n，其中，估算出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的估計(jì)值與估算的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系為：

即，所述常數(shù)為9.55。

進(jìn)一步的，在步驟2中，將三相電流i_a、i_b和i_c經(jīng)過Clark變換，輸出兩相靜止直角坐標(biāo)系α-β下的兩相定子電流i_α和i_β，具體涉及的換算公式如下：

進(jìn)一步的，在步驟3中，兩相定子電流i_α和i_β經(jīng)過以轉(zhuǎn)子位置的估計(jì)值為參考角的Park變換，輸出兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q下的兩相電流i_d和i_q，具體涉及的換算公式如下：

其中，為估算的轉(zhuǎn)子角。

進(jìn)一步的，在步驟9中，將步驟7中輸出的q軸參考電壓和步驟8中輸出的d軸參考電壓經(jīng)過以轉(zhuǎn)子位置的估計(jì)值為參考角的Park反變換，輸出兩相靜止直角坐標(biāo)系α-β下的兩相控制電壓和具體涉及以下?lián)Q算公式：

其中，為估算的轉(zhuǎn)子角。

圖6、圖7和圖8的所有模糊集合的論域選為[-1,1]。權(quán)衡控制精度和計(jì)算復(fù)雜度，模糊集合子元素選為7個(gè)，分別為NL、NM、NS、ZE、PS、PM和PL。量化因子K_e、K_i的選擇，實(shí)際中應(yīng)考慮性能需求以及e和de的變化情況，選取合理的調(diào)節(jié)范圍。假設(shè)e和de的論域范圍分別為[-m，m]和[-n，n]，其中滿足隸屬函數(shù)的選擇三角形和梯形隸屬函數(shù)，因?yàn)橄鄬?duì)而言選擇三角形和梯形隸屬函數(shù)控制器有較好的性能。推理和解模糊方法選擇MAMDANI模糊推理和重心解模糊法。

模糊規(guī)則庫通常是基于專家經(jīng)驗(yàn)或過程知識(shí)生成的控制規(guī)則集合。對(duì)于永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的模糊控制器是針對(duì)速度控制，所以控制規(guī)則也是基于速度響應(yīng)過程。

如果e>0、de<0，此時(shí)速度趨向給定值，應(yīng)該給以較小的控制器輸出；

如果e<0、de<0，此時(shí)出現(xiàn)速度超調(diào)，應(yīng)該盡快通過控制器抑制超調(diào)；

如果e<0、de>0，此時(shí)抑制起到作用，速度回歸給定值，控制器輸出應(yīng)該較??；

如果e>0、de>0，此時(shí)速度跟蹤不上給定，控制器應(yīng)該給以較大輸出。

圖9為本發(fā)明一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法的轉(zhuǎn)速波形圖，在0.1s突加5N·m時(shí)，轉(zhuǎn)速為1000rad/s時(shí)仿真波形，從圖中可知實(shí)際轉(zhuǎn)速與估計(jì)轉(zhuǎn)速較好的吻合，并且在轉(zhuǎn)矩突變時(shí)，波形波動(dòng)很小。

圖10是本發(fā)明一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法的轉(zhuǎn)速誤差圖，該圖表示實(shí)際轉(zhuǎn)速與估計(jì)轉(zhuǎn)速之差，從圖中可以看出轉(zhuǎn)速誤差穩(wěn)定在-8到8之間，表明了轉(zhuǎn)速波動(dòng)很小，參數(shù)辨識(shí)效果好。

圖11為本發(fā)明一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法的轉(zhuǎn)角波形圖，該圖表示實(shí)際轉(zhuǎn)角與估計(jì)轉(zhuǎn)角跟蹤波形，從圖中可以看出跟蹤效果好。

圖12為本發(fā)明一種基于模糊控制和MRAS的永磁同步電機(jī)無速度傳感器測(cè)速方法的轉(zhuǎn)角誤差波形圖，該圖表示實(shí)際轉(zhuǎn)角與估計(jì)轉(zhuǎn)角之差，從圖中可以看出轉(zhuǎn)角誤差穩(wěn)定在0.08到0.12之間，表明了轉(zhuǎn)角誤差波動(dòng)很小，跟蹤效果好。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。