CN105207558A - 一种永磁同步电机微步驱动控制方法 - Google Patents

Abstract

一种永磁同步电机微步驱动控制方法，首先使用位置传感器检测永磁同步电机转子当前位置，并计算得到转子下一时刻的位置，检测永磁同步电机定子的电流值，进而得到永磁同步电机的定子三相电流及在两相静止坐标系下的电流分量，然后根据永磁同步电机转子下一时刻位置、两相静止坐标系下的电流分量得到同步旋转坐标系下的电流分量，最后得到电流差值，生成同步旋转坐标系下的参考电压、SVPWM的参考输入电压、三相PWM占空比，得到下一个周期的驱动电压，完成驱动。本发明方法解决了现有的闭环控制方案在面对负载惯量大等情况时具有控制不稳定的缺陷，对于大惯性负载具有很好的定位性能，而且鲁棒性强、可靠性高、控制效果好。

Description

一种永磁同步电机微步驱动控制方法

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机微步驱动控制方法，特别是一种太阳帆板驱动装置采用永磁同步电机驱动进行微步驱动的控制方法。

背景技术

为了满足航天器在轨工作的能源需求，大多数航天器都采用帆板式太阳电池阵，为了太阳电池的利用率尽可能高，通常采用太阳帆板驱动装置来驱动太阳帆板实现对日定向。太阳帆板驱动装置采用永磁同步电机直接驱动闭环控制方案，驱动机构与挠性负载之间不设减速装置，负载的任何特性和扰动都将毫无保留的传递至驱动电机的输出轴。通常情况下，太阳帆板的惯量一般都非常大，且具有弱阻尼、大挠性等特点，使得帆板驱动实现高性能闭环控制已非常困难，容易使得控制变得不稳定。

《永磁同步电机多开关HALL的微步进标定方法及其矢量控制***》(微电机，2009，第42卷，第10期)针对一种使用大减速比减速器的卫星天线指向机构采用永磁同步电机驱动方案提出了采用步进控制的开关HALL输出信号与电机磁极位置标定的方法，应用SVPWM输出方式输出特定转角的电压矢量，实现360度电角度的65536划分，本质上也还是一种VVVF的开环控制方案。

《基于矩角控制的永磁同步电机位置控制***》(电工技术学报，2006，第21卷，第1期)、《基于矩角控制的PMSM伺服***仿真和设计》(电力电子技术，2012，第46卷，第8期)等文献采用的分析方法虽然都是根据电机的矩角特性，来实现永磁同步电机的位置控制，但控制量是直接控制电机的三相控制电流、直接对三相电流进行离散化控制，因此这种控制方法与定子电流矢量的矩角控制对应的物理意义并不明显。

专利《基于SVPWM调制的永磁同步电机开环控制方法及***》对于每个给定的定子电源频率通过查找定子电压和定子电源频率的二维向量表来查找给定的定子电源频率对应的定子电压的幅值，该二维向量表根据分段式压频比曲线预先设定，即提供的二维向量表中的定子电压和定子电源频率的比值不是一个常值，而且在不同的区间段是不同的，通过补偿V/F曲线直接输出电压矢量来实现开环控制。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，解决了现有的太阳帆板驱动机构采用永磁同步电机直接驱动闭环控制方案，在面对负载惯量大、弱阻尼、大挠性等情况时具有控制不稳定的缺陷，提出了一种永磁同步电机微步驱动控制方法，对于大惯性负载具有很好的定位性能，而且鲁棒性强、可靠性高、控制效果好。

本发明的技术解决方案是：一种永磁同步电机微步驱动控制方法，包括如下步骤：

(1)检测永磁同步电机转子当前位置，并记为永磁同步电机转子位置初始值θ₀，计算得到转子下一时刻的位置θ_ref为

${\mathrm{\θ}}_{ref}={\mathrm{\θ}}_0+{\mathrm{\ω}}_{e}t-\frac{\mathrm{\π}}{2}$

其中，ω_e为永磁同步电机定子电流矢量旋转电角速度，t为永磁同步电机微步驱动控制周期；

(2)使用两个电流传感器检测永磁同步电机定子的电流值，并记为i_a、i_b，进而得到永磁同步电机的定子三相电流i_a、i_b、i_c，对三相电流i_a、i_b和i_c进行3/2坐标变换，得到两相静止坐标系下的电流分量i_α、i_β为

$\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{\α}}\\ i_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& \frac{\sqrt{3}}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_a\\ i_b\\ i_c\end{array}\right]$

其中，i_c＝-i_a-i_b；

(3)根据永磁同步电机转子下一时刻位置θ_ref对同步旋转坐标系下的电流分量i_α、i_β进行静止旋转坐标变换，得到同步旋转坐标系下的电流分量i_sd、i_sq为

$\left[\begin{array}{c}{i}_{sd}\\ i_{sq}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{cos\θ}}_{ref}& {\mathrm{sin\θ}}_{ref}\\ -{\mathrm{sin\θ}}_{ref}& {\mathrm{cos\θ}}_{ref}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{\α}}\\ i_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]$

(4)令永磁同步电机力矩电流给定值为与i_sq进行比较得到电流差值Δi_sq，令永磁同步电机励磁电流给定值为零，与i_sd进行比较得到电流差值Δi_sd，其中，为永磁同步电机的额定电流幅值；

(5)根据电流差值Δi_sd、电流差值Δi_sq生成同步旋转坐标系下的参考电压 为

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{sd}^{*}=k_{pi}\·{\mathrm{\Δi}}_{sd}+k_{ii}{\∫}_0^t{\mathrm{\Δi}}_{sd}dt\\ u_{sq}^{*}=k_{pi}\·{\mathrm{\Δi}}_{sq}+k_{ii}{\∫}_0^t{\mathrm{\Δi}}_{sq}dt\end{array}\right.$

其中，k_pi为电流环调节比例系数，k_ii为电流环调节积分系数；

(6)根据永磁同步电机转子下一时刻位置θ_ref、同步旋转坐标系下的参考电压及计算得到SVPWM的参考输入电压和为

$\left[\begin{array}{c}{u}_{s\mathrm{\α}}^{*}\\ u_{s\mathrm{\β}}^{*}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{cos\θ}}_{ref}& -{\mathrm{sin\θ}}_{ref}\\ {\mathrm{sin\θ}}_{ref}& {\mathrm{cos\θ}}_{ref}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{u}_{sd}^{*}\\ u_{sq}^{*}\end{array}\right];$

(7)将和作为下一周期永磁同步电机微步驱动控制的电压，然后使用SVPWM计算得到三相PWM占空比，使用三相逆变器根据三相PWM占空比产生下一个周期的驱动电压，并使用该驱动电压驱动永磁同步电机。

所述的电流环调节比例系数k_pi的取值范围为[3.5，10]，电流环调节积分系数k_ii的取值范围为[0.3，0.8]。

所述的电流环调节比例系数k_pi的取值为7.5，电流环调节积分系数k_ii的取值为0.5819。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明方法的永磁同步电机微步驱动使用转速开环控制方法，通过永磁同步电机定子电流矢量离散的增量控制，解决了现有驱动方法在驱动大惯量、弱阻尼、大挠性负载时容易谐振、控制不稳定的缺陷，具有***结构简单、控制鲁棒性强、可靠性高等优点；

(2)本发明方法是一种直接控制电流的转速开环驱动方法，具有电流谐波小、力矩输出稳定的优点；

(3)本发明方法直接对永磁同步电机定子电流矢量进行控制，将定子电流矢量的旋转位置进行离散化，与现有的驱动控制方法相比，能够确定电机转子跟随定子电流矢量的定位点，获得类似步进电机的步进控制效果；

(4)本发明方法能用于其它永磁同步电机开环驱动方案中，并可以应用到风机、航天器天线驱动机构、水泵、普通机床等大惯量且无需频繁调速控制的应用环境。

附图说明

图1为本发明一种永磁同步电机微步驱动控制方法流程图；

图2为本发明方法在同步旋转坐标系下永磁同步电机等效模型

图3为本发明方法中微步驱动控制电机转子的运动轨迹；

图4为本发明方法永磁同步电机A相电流曲线；

图5为本发明方法永磁同步电机微步驱动速度波动曲线；

图6为本发明方法在不同转矩电流驱动下太阳翼模拟挠性负载的速度波形测试结果。

具体实施方式

一种永磁同步电机微步驱动控制方法，以永磁同步电机磁场定向矢量控制为基础，目标是控制永磁同步电机转子随定子电流矢量的给定位置匀速变化而转动，其实现原理是根据永磁同步电机转子磁场定向原理，当在固定位置给定一电流矢量，则永磁同步电机转子永磁体的正方向(N极的指向)固定在给定的位置上。

本发明方法采用以下技术方案：如图1所示为本发明一种永磁同步电机微步驱动控制方法所需的控制***包括永磁同步电机1、位置传感器或无位置传感器转子位置检测模块2、位置给定计算模块3、电流传感器4、坐标变换模块5、d轴电流环调节模块6、q轴电流环调节模块7、旋转坐标反变换模块8、SVPWM模块9、三相逆变器10，其中，位置传感器或无位置传感器转子位置检测模块2用于初始定位，也可采用无位置传感器技术进行永磁同步电机的初始定位，SVPWM模块9为空间矢量脉宽调制模块，t₁(k+1)，t₂(k+1)和t₃(k+1)为SVPWM模块输出的三相占空比。

在幅值不变原则下，永磁同步电机在同步旋转坐标系(dq同步坐标系)下的数学模型为

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{sd}={\mathrm{p\ψ}}_{sd}-p_n{\mathrm{\ψ}}_{sq}{\mathrm{\ω}}_r+R_s{i}_{sd}\\ u_{sq}={\mathrm{p\ψ}}_{sq}+p_n{\mathrm{\ψ}}_{sd}{\mathrm{\ω}}_r+R_s{i}_{sq}\end{array}\right.---\left(1\right)$

式中，永磁同步电机定子绕组磁链方程表示为

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_{sd}=L_{sd}{i}_{sd}+{\mathrm{\ψ}}_r\\ {\mathrm{\ψ}}_{sq}=L_{sq}{i}_{sq}\end{array}\right.---\left(2\right)$

其中：u_sd,u_sq表示永磁同步电机定子侧的d、q轴电压，i_sd、i_sq表示定子侧的d、q轴电流，R_s表示定子侧电枢电阻，ω_r表示永磁同步电机转子机械角频率，p为微分算子，L_sd、L_sq表示定子侧的d、q轴电感，ψ_sd、ψ_sq表示定子侧的d、q轴磁链，ψ_r表示永磁同步电机转子永磁体在定子绕组中产生的磁链，即转子永磁磁链，p_n表示转子极对数。

电机电磁转矩方程：

$T_e=\frac{3}{2}{p}_n({\mathrm{\ψ}}_{sd}{i}_{aq}-{\mathrm{\ψ}}_{sq}{i}_{sd})---\left(3\right)$

将式(2)代入式(3)，得到永磁同步电机电磁转矩表达式为

$T_e=\frac{3}{2}{p}_n\[(L_{sd}-L_{sq})i_{sd}{i}_{sq}+{\mathrm{\ψ}}_r{i}_{sq}\]---\left(4\right)$

本发明选择定子正弦波磁动势与永磁体基波励磁磁场间正交，并独立控制定子电流幅值，实现转子同步旋转坐标中dq轴的解耦控制，为实现转子磁场定向的矢量控制，令

$i_{sd}=i_{sd}^{*}=0,i_{sq}=i_{sq}^{*}---\left(5\right)$

其中为永磁同步电机力矩电流给定值为令永磁同步电机励磁电流给定值。

实现了对两个电流分量的单独控制，从而实现了对转矩和气隙磁通实现独立控制，可以得到电磁转矩表达式为

$T_e=\frac{3}{2}{p}_n{\mathrm{\ψ}}_r{i}_{sq}---\left(6\right)$

dq坐标系下永磁同步电机等效模型如图2所示，其中，1为两相静止坐标系，2为dq同步旋转坐标系，3为永磁同步电机转子位置，d轴方向为永磁同步电机转子励磁磁链方向，q轴方向为d轴逆时针旋转90°电角度方向，β为电机三相定子电流合成空间矢量与永磁体励磁磁场轴线(直轴)的夹角，又称为转矩角，θ_e为d轴轴线与A相绕组轴线的夹角。将定子电流i_s进行dq轴分解，其d轴分量和q轴分量描述如下：

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{sd}=i_s\cos \mathrm{\β}\\ i_{sq}=i_s\sin \mathrm{\β}\end{array}\right.---\left(7\right)$

其中，β为永磁同步电机定子电流矢量与永磁同步电机转子直轴的夹角。

将式(7)代入式(4)，可以得到永磁同步电机数学模型中的电磁转矩方程为

$T_e=\frac{3}{2}{p}_n\[{\mathrm{\ψ}}_r{i}_{s}sin\mathrm{\β}+\frac{1}{2}(L_{sd}-L_{sq})i_s^{2}sin2\mathrm{\β}\]---\left(8\right)$

本发明方法采用隐极式永磁同步电机。转矩表达式可以简化如下：

$T_e=\frac{3}{2}{p}_n{\mathrm{\ψ}}_r{i}_s\sin \mathrm{\β}---\left(9\right)$

保持定子电流矢量幅值不变，通过改变定子电流矢量与转子直轴夹角β，得到电机的电磁转矩T_e与β正弦值成正比。

本发明方法采用i_sd＝0的矢量控制策略，此时定子电流矢量定子电流矢量与转矩电流方向一致。本发明需对电机进行初始定位，定义当前转子初始位置为θ₀，此时给定永磁同步电机定子电流矢量幅值恒定，定子电流矢量位置θ_ref＝θ₀，根据图2所示的定位原理，转子将收到一个较大的转矩产生一个较大的瞬时速度，直到转子转过90度电角度后，定子电流矢量与转子磁链产生的转矩接近0。因此，本发明方法初始定位过程中给定为

$i_{sq}=I_{sm}^{*},{\mathrm{\θ}}_{ref}={\mathrm{\θ}}_0-\frac{\mathrm{\π}}{2}---\left(10\right)$

其中，为永磁同步电机的额定电流幅值，θ_ref为转子下一时刻的位置，此时定子电流矢量和转子磁链之间的转矩近似为0，从而实现转子保持在当前位置。考虑定子电流矢量按照给定的速率和方向旋转，同时定子电流矢量幅值恒定，得到

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{sq}=I_{sm}^{*}\\ {\mathrm{\θ}}_{ref}={\mathrm{\θ}}_0+{\mathrm{\ω}}_{e}t-\frac{\mathrm{\π}}{2}\end{array}\right.---\left(11\right)$

式中，ω_e为永磁同步电机定子电流矢量旋转电角速度。

此时永磁同步电机转子磁动势与永磁同步电机定子电流磁动势交链，产生如式(9)所示的驱动转矩，转子也跟随着定子电流给定的速率和方向转动。

根据dq旋转变换以及3/2变换，可以得到此时通入永磁同步电机的三相绕组电流i_A、i_B、i_C为

$\left[\begin{array}{c}{i}_A\\ i_B\\ i_c\end{array}\right]=I_{sm}^{*}\left[\begin{array}{c}cos({\mathrm{\θ}}_0+{\mathrm{\ω}}_{e}t+\frac{\mathrm{\π}}{2})\\ cos({\mathrm{\θ}}_0+{\mathrm{\ω}}_{e}t-\frac{\mathrm{\π}}{6})\\ cos({\mathrm{\θ}}_0+{\mathrm{\ω}}_{e}t+\frac{5\mathrm{\π}}{6})\end{array}\right]---\left(12\right)$

由上式可知，通入永磁同步电机三相绕组中的电流本质上为三相对称电流。本发明方法采用数字化控制，永磁同步电机定子电流矢量产生的并不是连续的圆形旋转磁场，而是离散的多边形磁场。永磁同步电机定子电流矢量在一个电周期进行离散化，则变为均匀的离散定子电流矢量，这样就可以确定永磁同步电机转子跟随永磁同步电机定子电流矢量的定位点，因此获得了类似步进电机的步进控制效果。永磁同步电机定子电流矢量离散化之后，相邻永磁同步电机定子电流矢量之间的夹角定义为微步角，假设定子电流矢量步进改变的时间间隔ΔT相等，则永磁同步电机驱动的微步角θ_m描述如下：

θ_m＝ω_eΔT＝p_nω_rΔT(13)

类比于步进电机细分控制，永磁同步电机微步驱动控制的细分数表达式如下

$k=\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\ω}}_r\mathrm{\Δ}T}---\left(14\right)$

理论上，转速给定越小，细分数k就越大。

根据转矩公式(9)，可以得到采用微步驱动方式下，电机转子的驱动转矩如下式所示

$T_e=\frac{3}{2}{p}_n{\mathrm{\ψ}}_r{I}_{sm}\sin ({\mathrm{\θ}}_{ref}-{\mathrm{\θ}}_r)=\frac{3}{2}{p}_n{\mathrm{\ψ}}_r{I}_{sm}sin({\mathrm{\θ}}_0+{\mathrm{kp}}_n{\mathrm{\ω}}_r\mathrm{\Δ}T-{\mathrm{\θ}}_r)---\left(15\right)$

式中，θ_r为当前的永磁同步电机转子机械角位置。

式(15)所示转矩为永磁同步电机产生的复位转矩，复位转矩迫使定转子之间的夹角为零，使得转子能够跟随定子电流矢量的运动而转动，从而得到定子电流矢量给定的位置就是实现电机转子增量运动所达到的定位位置。因此，定子电流矢量每跨进一步，由于复位转矩的作用，电机转子亦跟随一步运动，其运动过程如图3所示，其中，1为给定永磁同步电机定子电流矢量位置，2为永磁同步电机转子实际位置，如图4、图5所示为本发明方法在定子电流矢量幅值给定为0.6A时，驱动40.6kg·m²太阳翼模拟挠性负载的试验结果，太阳帆板的巡航转速为0.06°/s，图4为永磁同步电机A相电流曲线，图5为永磁同步电机微步驱动速度波动曲线，如图6所示为根据本方法发明实现策略分别在不同的转矩电流给定下驱动40.6kg·m²太阳翼模拟挠性负载的速度波形测试结果。下面通过具体实施例对一种永磁同步电机微步驱动控制方法进一步详细说明，一种永磁同步电机微步驱动控制方法的控制方法包括以下步骤：

(1)位置传感器或无位置传感器转子位置检测方法检测到的永磁同步电机转子当前位置送入速度给定模块，作为永磁同步电机转子位置初始值θ₀，通过位置给定计算模块计算出转子下一时刻的给定位置θ_ref，即

${\mathrm{\θ}}_{ref}={\mathrm{\θ}}_0+{\mathrm{\ω}}_{e}t-\frac{\mathrm{\π}}{2}$

其中，t为永磁同步电机驱动***的控制周期，ω_e为永磁同步电机定子电流矢量旋转电角速度。

(2)将速度给定模块计算得到的转子位置给定值θ_ref(下一时刻的给定位置)、两电流传感器检测到的永磁同步电机定子的电流值i_a和i_b均传输至坐标变换模块；

(3)在坐标变换模块内，对两相电流i_a和i_b进行矢量计算，得到电机的定子三相电流i_a、i_b和i_c，对三相电流i_a、i_b和i_c进行3/2坐标变换，得到两相静止坐标系下的电流分量i_α和i_β，即

$\left[\begin{array}{c}{i}_a\\ i_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& \frac{\sqrt{3}}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_a\\ i_b\\ i_c\end{array}\right]$

其中，i_c＝-i_a-i_b；

根据计算得到的转子位置给定值θ_ref，对两相静止坐标系下的电流分量i_α和i_β进行静止/旋转坐标变换，得到同步旋转坐标系下的电流分量i_sd和i_sq

$\left[\begin{array}{c}{i}_{sd}\\ i_{sq}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{cos\θ}}_{ref}& {\mathrm{sin\θ}}_{ref}\\ -{\mathrm{sin\θ}}_{ref}& {\mathrm{cos\θ}}_{ref}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{\α}}\\ i_{\mathrm{\β}}\end{array}\right].$

(4)力矩电流给定值给定为恒值励磁电流给定值为零，力矩电流给定值电流检测值i_sd进行比较得到电流差值Δi_sd，励磁电流给定值和i_sq进行比较得到电流差值Δi_sq，其中，为永磁同步电机的额定电流幅值。

(5)电流差值Δi_sd经d轴电流环调节模块计算后输出旋转坐标系下的参考电压电流差值Δi_sq经q轴电流环调节模块计算后输出旋转坐标系下的参考电压

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{sd}^{*}=k_{pi}\·{\mathrm{\Δi}}_{sd}+k_{ii}{\∫}_0^t{\mathrm{\Δi}}_{sd}dt\\ u_{sq}^{*}=k_{pi}\·{\mathrm{\Δi}}_{sq}+k_{ii}{\∫}_0^t{\mathrm{\Δi}}_{sq}dt\end{array}\right.$

其中，k_pi为d轴电流环调节模块或q轴电流环调节模块比例系数，k_ii为d轴电流环调节模块或q轴电流环调节模块积分系数，电流环设计要求动态响应较快而又不允许过大超调量，可按典型二阶******工程最佳方法来设计电流环调节器比例系数和积分系数。

(6)将位置给定计算模块计算得到的转子位置给定值θ_ref、旋转坐标系下的参考电压和传输至旋转坐标反变换模块，计算得到SVPWM模块的参考输入电压和为

$\left[\begin{array}{c}{u}_{s\mathrm{\α}}^{*}\\ u_{s\mathrm{\β}}^{*}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{cos\θ}}_{ref}& -{\mathrm{sin\θ}}_{ref}\\ {\mathrm{sin\θ}}_{ref}& {\mathrm{cos\θ}}_{ref}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{u}_{sd}^{*}\\ u_{sq}^{*}\end{array}\right]$

(7)将计算得到的SVPWM模块的参考输入电压和作为下一周期施加的电压传输至SVPWM模块，由SVPWM模块计算得到的三相PWM(PulseWidthModulation，脉宽调制)占空比，并在进入下一个周期后将输出的三相占空比PWM波形传输至三相逆变器，三相逆变器根据输入的PWM波形产生相应的电压施加至永磁同步电机上，驱动永磁同步电机工作。

另外，本发明方法中电流环调节比例系数k_pi的取值范围为3.5-10，推荐值为7.5，电流环调节积分系数k_ii的取值范围为0.3-0.8，推荐值为0.5819，控制周期为250us。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (3)

1.一种永磁同步电机微步驱动控制方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)检测永磁同步电机转子当前位置，并记为永磁同步电机转子位置初始值θ₀，计算得到转子下一时刻的位置θ_ref为

${\mathrm{\θ}}_{ref}={\mathrm{\θ}}_0+{\mathrm{\ω}}_{e}t-\frac{\mathrm{\π}}{2}$

其中，ω_e为永磁同步电机定子电流矢量旋转电角速度，t为永磁同步电机微步驱动控制周期；

(2)使用两个电流传感器检测永磁同步电机定子的电流值，并记为i_a、i_b，进而得到永磁同步电机的定子三相电流i_a、i_b、i_c，对三相电流i_a、i_b和i_c进行3/2坐标变换，得到两相静止坐标系下的电流分量i_α、i_β为

$\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{\α}}\\ i_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& \frac{\sqrt{3}}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_a\\ i_b\\ i_c\end{array}\right]$

其中，i_c＝-i_a-i_b；

(3)根据永磁同步电机转子下一时刻位置θ_ref对同步旋转坐标系下的电流分量i_α、i_β进行静止旋转坐标变换，得到同步旋转坐标系下的电流分量i_sd、i_sq为

$\left[\begin{array}{c}{i}_{sd}\\ i_{sq}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{cos\θ}}_{ref}& {\mathrm{sin\θ}}_{ref}\\ -{\mathrm{sin\θ}}_{ref}& {\mathrm{cos\θ}}_{ref}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{\α}}\\ i_{\mathrm{\β}}\end{array}\right]$

(4)令永磁同步电机力矩电流给定值为与i_sq进行比较得到电流差值Δi_sq，令永磁同步电机励磁电流给定值为零，与i_sd进行比较得到电流差值Δi_sd，其中，为永磁同步电机的额定电流幅值；

(5)根据电流差值Δi_sd、电流差值Δi_sq生成同步旋转坐标系下的参考电压 为

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{sd}^{*}=k_{pi}\·\mathrm{\Δ}{i}_{sd}+k_{ii}{\∫}_0^t{\mathrm{\Δi}}_{sd}dt\\ u_{sq}^{*}=k_{pi}\·\mathrm{\Δ}{i}_{sq}+k_{ii}{\∫}_0^t{\mathrm{\Δi}}_{sq}dt\end{array}\right.$

其中，k_pi为电流环调节比例系数，k_ii为电流环调节积分系数；

(6)根据永磁同步电机转子下一时刻位置θ_ref、同步旋转坐标系下的参考电压及计算得到SVPWM的参考输入电压和为

$\left[\begin{array}{c}{u}_{s\mathrm{\α}}^{*}\\ u_{s\mathrm{\β}}^{*}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{cos\θ}}_{ref}& -{\mathrm{sin\θ}}_{ref}\\ {\mathrm{sin\θ}}_{ref}& {\mathrm{cos\θ}}_{ref}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{u}_{sd}^{*}\\ u_{sq}^{*}\end{array}\right];$

(7)将和作为下一周期永磁同步电机微步驱动控制的电压，然后使用SVPWM计算得到三相PWM占空比，使用三相逆变器根据三相PWM占空比产生下一个周期的驱动电压，并使用该驱动电压驱动永磁同步电机。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机微步驱动控制方法，其特征在于：所述的电流环调节比例系数k_pi的取值范围为[3.5，10]，电流环调节积分系数k_ii的取值范围为[0.3，0.8]。

3.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机微步驱动控制方法，其特征在于：所述的电流环调节比例系数k_pi的取值为7.5，电流环调节积分系数k_ii的取值为0.5819。