CN109873586B - 一种基于高阶滑模观测器的电机机械参数辨识方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于高阶滑模观测器的电机机械参数辨识方法及***，包括如下步骤：将电机运行于相同加速度、不同转速的两个工况下，并分别获取高阶滑膜观测器的输出信号，再计算出摩擦系数估计值；消除摩擦系数误差的影响并获取电机运行于不同加速度两个工况下的高阶滑膜观测器的输出信号，再计算出转矩惯量估计值；消除摩擦系数误差以及转矩惯量误差的影响，并获取电机运行于一工况下的高阶滑膜观测器的输出信号，再计算出负载转矩估计值。该方法实现了机械参数辨识，提高了机械参数辨识结果的准确性，提升了机械参数辨识的应用价值。

Description

一种基于高阶滑模观测器的电机机械参数辨识方法及***

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种基于高阶滑模观测器的电机机械参数辨识方法及***。

背景技术

在高性能的伺服控制***中，电机的机械参数包括摩擦系数、转动惯量对***性能至关重要。但在伺服***中，面临着摩擦系数变化、转动惯量变化剧烈以及负载突变的工况，使伺服电机控制的动态响应速度降低，因此电机机械参数辨识成为了伺服控制领域的主要研究方向之一。譬如永磁同步电机具有高精度、高效率、高转速、高可靠性以及优良的控制性能，被广泛的用于伺服驱动工况下，其电机机械参数辨识成为主要研究内容。

电机机械参数辨识主要有参数自适应法、模型参考自适应法、最小二乘法、扩展卡尔曼滤波法、观测器法。然而，模型参考自适应法不能实现对负载转矩的估计，降低了***的控制性能。参数自适应方法较为复杂，实现困难并且对***增加敏感。采用最小二乘法或者卡尔曼滤波方法进行参数估计所需的时间较长，并且其收敛取决于***的初始状态。观测器法主要分为扰动观测器和滑模观测器两种。采用扰动观测器进行机械参数辨识尽管可以实现对电机参数的辨识，但是***的鲁棒性差。相比之下，采用滑模观测器具有参数敏感性差和***鲁邦性强等优点，因此得到更为广泛的应用。但是传统的低阶滑模观测器存在自身的抖振现象及响应速度慢等问题，因此需要在***中增加滤波器，得到更加精确的辨识结果，但这会导致辨识结果的延时以及幅值衰减等问题，这样又会降低辨识结果的精确度。因此，为了提高电机机械参数辨识的精确度，研究一种采用高阶滑模观测器实现机械参数的辨识极其重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于高阶滑模观测器的电机机械参数辨识方法及***，其可以得到电机摩擦系数估计值、电机转矩惯量估计值、以及实时的负载转矩估计值，实现了机械参数辨识，其过程无需滤波器，因此不存在相位延时和幅值衰减问题，相较于加入了滤波器的传统低阶滑模观测器，本发明提高了机械参数辨识结果的准确性，提升了机械参数辨识的应用价值。

一方面，本发明提供一种基于高阶滑模观测器的电机机械参数辨识方法，包括如下步骤：

S1：将电机运行于相同加速度、不同转速的两个工况下，并分别获取高阶滑膜观测器的输出信号；

其中，高阶滑膜观测器的输出信号、电机摩擦系数、电机转矩惯量以及负载转矩的关系式如下：

式中，

为当前时刻t高阶滑膜观测器的输出信号，

为电机转矩惯量误差，ΔB为电机摩擦系数误差，

为当前时刻t电机的加速度，w(t)为当前时刻t电机的转速，T_L为负载转矩，Q为负载转矩估计值的微分；

所述高阶滑膜观测器是依据电机机械方程构建，所述高阶滑膜观测器的输入数据至少包含电机转速，还包含电磁转矩或当前电机q轴电流实际值；

S2：根据步骤S1中两个工况下高阶滑膜观测器的输出信号计算出电机摩擦系数误差值，并基于电机当前的摩擦系数计算出摩擦系数估计值；

S3：消除摩擦系数误差的影响并获取电机运行于不同加速度两个工况下的高阶滑膜观测器的输出信号，以及基于高阶滑膜观测器的输出信号、电机摩擦系数、电机转矩惯量、负载转矩的关系式计算出电机转矩惯量误差值，并基于电机当前的转矩惯量计算出转矩惯量估计值；

S4：消除摩擦系数误差以及转矩惯量误差的影响并获取电机运行于一工况下的高阶滑膜观测器的输出信号，以及基于高阶滑膜观测器的输出信号、电机摩擦系数、电机转矩惯量、负载转矩的关系式计算出负载转矩估计值。

本发明通过构建的高阶滑膜观测器实现对电机摩擦系数、电机转矩惯量以及负载转矩的估算，实现了机械参数辨识，其过程无需滤波器，因此不存在相位延时和幅值衰减问题。

进一步优选，步骤S3中的执行过程如下：

首先，基于步骤S2计算出的摩擦系数估计值更新电机的摩擦系数以消除摩擦系数误差的影响；

然后，将电机运行于不同加速度两个工况下，并分别获取高阶滑膜观测器的输出信号；

最后，按照如下公式计算出转矩惯量误差以及转矩惯量估计值；

式中，

表示转矩惯量误差，

分别表示不同加速度两个工况下高阶滑膜观测器的输出信号，a₁、a₂分别表示两个加速度，J₀、

分别表示电机当前的转矩惯量、转矩惯量估计值。

根据高阶滑膜观测器的输出信号、电机摩擦系数、电机转矩惯量以及负载转矩的关系式可知，步骤S1中电机运行于相同加速度、不同转速的两个工况下时，存在如下关系：

其中，加速度相同，则

与

相等，即存在：

从该公式可知，步骤S2中可以计算出电机摩擦系数误差估计值

进而

B₀为电机当前的摩擦系数，其是已知量；

为摩擦系数估计值。

由于基于摩擦系数估计值更新了电机的摩擦系数，进而消除了摩擦系数误差的影响的高阶滑膜观测器的输出值

与电机的负载转矩的误差仅仅视为由电机转矩惯量引起的。高阶滑膜观测器的输出信号、电机摩擦系数、电机转矩惯量以及负载转矩的关系式变为：

进而，本发明步骤S2中不同加速度的两个工况下的高级滑膜观测器的输出信号分别为：

根据上述公式可得：

进而计算出电机转矩惯量误差估计值，进而计算出转矩惯量估计值

进一步优选，步骤S4的执行过程如下：

首先，基于步骤S3计算出的转矩惯量估计值更新电机的转矩惯量以消除转矩惯量误差的影响；

然后，将电机运行一工况下，并获取高阶滑膜观测器的输出信号，并按照如下公式计算出负载转矩估计值；

式中，

表示负载转矩估计值，

表示消除了摩擦系数误差以及转矩惯量误差的影响后一工况下t时刻的高阶滑膜观测器的输出信号。

由于基于转矩惯量估计值更新了电机的转矩惯量，进而消除了转矩惯量误差的影响的高阶滑膜观测器的输出值

与电机的负载转矩之间视为无误差。高阶滑膜观测器的输出信号、电机摩擦系数、电机转矩惯量以及负载转矩的关系式变为：

进而，本发明步骤S4中任一工况下的高级滑膜观测器的输出信号与负载转矩估计值的关系如下：

进一步优选，利用高阶滑膜观测器的输出信号对q轴电流进行前馈补偿；

其中，利用高阶滑膜观测器的输出信号获取当前时刻负载转矩估计值，并基于负载转矩估计值以及电机电磁转矩给定值得到电机q轴电流给定值；

然后，将q轴电流给定值与当前电机的q轴电流采样值输入PI电流环调节器得到q轴电压参考值，再基于q轴电压参考值控制电机。

控制调节的目标是让q轴电流给定值与当前电机的q轴电流达到一致，本发明基于高阶滑膜观测器的输出信号实时得到负载转矩估计值，并基于负载转矩估计值实现反馈调节，尤其是当本发明消除了摩擦系数误差以及转矩惯量误差的影响后得到负载转矩估计值与电机的负载转矩更吻合，利用其进行反馈调节可以使得电机运行更加平稳。

进一步优选，电机机械方程以及依据电机机械方程构建的高阶滑膜观测器的方程分别为：

式中，

分别为转速实际值w_r的微分、转速估计值

的微分，T_e为电机电磁转矩，P为滑模控制规律参数，T_L、

为负载转矩实际值的微分、负载转矩估计值的微分，a为常量，J表示电机的转矩惯量；

利用高阶滑膜观测器的方程以及电机机械方程得到转速实际值与转速估计值的误差微分

以及负载转矩实际值与负载转矩估计值的误差微分

其中，

所述高阶滑膜观测器的滑膜面函数S为：

参数P、Q为：

Q＝-k₂sign(S)

式中，α、β、γ是均高阶滑膜观测器的设计参数，k₁、k₂均为比例参数，w_f为设计参数。

通过上述公式的关联，高阶滑膜观测器中若输入了电机转速和电磁转矩，则可以根据上述公式推导计算出e_w等，进而计算出Q值。其中，高阶滑膜观测器的初始输入数据可以是电机转速和电机q轴电流，再利用电机q轴电流计算出电磁转矩。

进一步优选，所述电机为永磁同步电机。其中，电机为永磁同步电机时，T_e则为永磁同步电机电磁转矩。

另一方面，本发明还提供一种基于上述方法的***，依次连接的电机、三相变频驱动模块、芯片处理器；

其中，三相频率驱动模块采集电机的电流信号以及转速信号，并传送给所述芯片处理器，所述电流信号包括电机q轴电流实际值和d轴电流实际值；

所述芯片处理器包括速度环、电流环以及高阶滑膜观测器，其中，速度环用于根据实际转速、转速给定值输出电磁转矩给定值；所述高阶滑膜观测器输出电机负载转矩估计值；所述电流环用于根据q轴电流给定值以及q轴电流实际值输出q轴电压参考值，所述电流环还用于根据d轴电流给定值以及d轴电流实际值输出d轴电压参考值，所述q轴给定值是根据电磁转矩给定值以及负载转矩估计值计算出；

所述芯片处理器将所述q轴电压参考值以及d轴电压参考值进行变换得到开关信号，基于所述开关信号三相频率驱动模块驱动所述电机。

有益效果

1、本发明通过采用高阶滑模观测器实现了对电机机械参数包括摩擦系数、转动惯量、负载转矩的观测，实现了电机***具有更好的抗扰动性能。本发明所使用的滑模观测器，使得得到的辨识结果更加的准确，辨识时间缩短，增强了***的鲁棒性，提高了该技术的实用性。与传统的低阶滑模观测器相比，高阶滑模观测器得到的辨识结果无需滤波器，不存在相位延时和幅值衰减问题，提高了机械参数辨识结果的准确性，提升了机械参数辨识的应用价值。

2、本发明利用负载转矩进行前馈补偿，即基于高阶滑膜观测器的输出信号实时得到负载转矩估计值，并基于负载转矩估计值实现反馈调节，尤其是当本发明消除了摩擦系数误差以及转矩惯量误差的影响后得到负载转矩估计值与电机的负载转矩更吻合，利用其进行反馈调节可以使得电机运行更加平稳，使得电机***具有更好的抗扰动性能，提高了负载转矩估计的实用性。

3、本发明方法无需精确的机械参数即可进行永磁同步电机的机械参数辨识，且机械参数可辨识范围广(0.01pu-50pu)，仅通过采取电机的速度信号与电机的电流信号，运行于不同转速，以及不同加速度下，即可获得电机的摩擦系数以及转动惯量参数与负载转矩。

附图说明

图1是本发明的***结构模块图；

图2是本发明的***结构示意图；

图3是高阶滑模观测器结构示意图；

图4是计算摩擦系数时的转速以及扰动信号图，其中，(a)是永磁同步电机的转速图，(b)是高阶滑模观测器的扰动信号；

图5是计算转动惯量时的转速以及扰动信号图，其中，(a)是永磁同步电机的转速图，(b)是高阶滑模观测器的扰动信号；

图6是计算负载转矩估计值时的转速图和扰动信号对比图，其中，(a)是永磁同步电机的转速图，(b)是实际负载转矩与估计负载转矩的示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明做进一步的说明。

图1和图2分别是本发明一种基于高阶滑模观测器的电机机械参数辨识***的结构模块图、结构框图。如图1和图2所示，该***包括依次连接的PMSM电机、三相变频驱动模块、芯片处理器。本实施例中，以永磁同步电机为例进行说明。

其中，三相频率驱动模块采集电机的电流信号以及转速信号w_r，并传送给芯片处理器，电流信号包括电机q轴电流实际值i_q和d轴电流实际值i_d。其中，利用现有的电流采样模块以及光电编码器可以实现信息采集。

芯片处理器包括速度环、电流环以及高阶滑膜观测器，其中，速度环、电流环均为PI调节器。速度环用于根据实际转速w_r、转速给定值

输出电磁转矩给定值

即电磁转矩给定值

为速度环的输出值，关系式为：

k_p1和k_i2表示速度环PI调节器的比例系数和积分系数，s表示积分。由于实现该功能的速度环为现有模块，因此对其计算过程不进行赘述。

高阶滑膜观测器输出电机负载转矩估计值

或表示

Q是估计负载转矩的微分。从图2可知，基于负载转矩估计值

与电磁转矩给定值

可以得到q轴电流给定值

关系为：

其中，p表示永磁同步电机极对数，

表示永磁体的磁链。再将q轴电流给定值

以及q轴电流实际值i_q作为电流环的输入，得到q轴电压参考值u_q，关系为：

k_p1和k_i2表示电流环PI调节器的比例系数和积分系数，s表示积分；另一方面，将d轴电流给定值

以及d轴电流实际值i_d作为电流环的输入，得到d轴电压参考值u_d，d轴电流给定值

为0，

芯片处理器将所述q轴电压参考值u_q以及d轴电压参考值u_d进行park与clack变换得到开关信号，开关信号用于三相变频器驱动永磁同步电机。

至此可以看出，本发明利用高阶滑模观测器的输出信息得到负载转矩估计值

再对电流进行了调节，进而实现对永磁同步电机的控制，完成了反馈调节功能。

从上述可知，本发明的高阶滑膜观测器的输出信息与负载转矩估计值

相关，因此下述将对其进行具体描述。如图3所示为高阶滑膜观测器的结构示意图，本发明的高阶滑膜观测器是依据电机机械方程构建的。

永磁同步电机机械方程表示为：

进而，本发明设计的高阶滑膜观测器为：

式中，

分别为转速实际值w_r的微分、转速估计值

的微分，T_e为电机电磁转矩，P为滑模控制规律参数，Q是估计负载转矩的微分，T_L、

为负载转矩实际值的微分、负载转矩估计值的微分，a为常量。

将式(1)-式(2)得到：

其中

是实际转速与估计转速的误差，

是实际负载转矩与估计负载转矩的误差。

同时，将滑膜面函数S设计为：

参数P、Q为：

P＝ae_w+β|e_w|^γsign(e_w)+P_n (5)

Q＝-k₂sign(S) (7)

式中，α、β、γ是均高阶滑膜观测器的设计参数，k₁、k₂均为比例参数，w_f为xxx。

从公式(1)至公式(7)的关联可知，公式(4)中定义了滑膜面函数，其为e_w、

函数，公式(7)定义了参数Q其为滑膜面函数S的相关函数，即也可以转换为e_w、

函数，同时Q与公式3中的第二式有关，将其代入得到是

与e_w、

的相关函数。另一方面，公式(6)是

与滑膜面函数S的函数，即也可以转换为与e_w、

相关函数，公式(5)中为P与

的函数，即可以转换为P与e_w、

相关函数，公式(3)中第一式为

e_T以及P的函数，进一步转换为

e_T、e_w的函数，因此基于已知实际转速w_r以及永磁同步电机电磁转矩T_e是可以计算出

e_w，进而得到S，得到Q值。由于高阶滑模观测器的输出可表示：

因此可以得到高阶滑膜观测器的输出。

本实施例中，永磁同步电机电磁转矩T_e是根据采集的q轴电流采样值计算得到，其关系为：T_e＝1.5p*flux*i_q，其中p是极对数，flux是永磁磁链幅值。

基于上述***结构以及高阶滑膜观测器的结构，本发明提供的一种基于高阶滑模观测器的电机机械参数辨识方法，包括如下步骤：

S1：将电机运行于相同加速度、不同转速的两个工况下，并分别获取高阶滑膜观测器的输出信号。如图4所示，本实施例中选择加速度为0的两个不同转速的工况下。

其中，高阶滑膜观测器的输出信号、电机摩擦系数、电机转矩惯量以及负载转矩的关系式如下：

式中，

为当前时刻t高阶滑膜观测器的输出信号，

为电机转矩惯量误差，ΔB为电机摩擦系数误差，

为当前时刻t电机的加速度，w(t)为当前时刻t电机的转速，T_L为负载转矩，Q为负载转矩估计值的微分；

S2：根据步骤S1中两个工况下高阶滑膜观测器的输出信号计算出电机摩擦系数误差值，并基于电机当前的摩擦系数计算出摩擦系数估计值。

电机运行于相同加速度、不同转速的两个工况下时，根据高阶滑膜观测器的输出信号、电机摩擦系数、电机转矩惯量以及负载转矩的关系式变换得到：

S3：消除摩擦系数误差的影响并获取电机运行于不同加速度两个工况下的高阶滑膜观测器的输出信号，再基于高阶滑膜观测器的输出信号、电机摩擦系数、电机转矩惯量、负载转矩的关系式计算出电机转矩惯量误差值，并基于电机当前的转矩惯量计算出转矩惯量估计值。

如图5所示，本实施例中选择t₁与t₂两个时刻，其加速度分别为a₁、a₂。本实施例中优选的是基于步骤S2计算出的摩擦系数估计值更新电机的摩擦系数以消除摩擦系数误差的影响。进而电机运行于不同加速度两个工况下，根据高阶滑膜观测器的输出信号、电机摩擦系数、电机转矩惯量以及负载转矩的关系式进行转换得到：

其他可行的实施例中，若暂时先不更新电机的摩擦系数，然后使电机运行于不同加速度工况下，则根据高阶滑膜观测器的输出信号、电机摩擦系数、电机转矩惯量以及负载转矩的关系式计算则有：

从该式可知，由于为更新电机的摩擦系数，因此得到的高阶滑膜观测器的输出信号上还要考虑到摩擦系数误差的影响。

S4：消除摩擦系数误差以及转矩惯量误差的影响，并获取电机运行于一工况下的高阶滑膜观测器的输出信号，再基于高阶滑膜观测器的输出信号、电机摩擦系数、电机转矩惯量、负载转矩的关系式计算出负载转矩估计值。

本实施例中优选，更新电机的摩擦系数以及转矩惯量，进而消除其误差影响，使得高级滑膜观测器的输出信号与负载转矩估计值的关系变为如下：

此时，获得的负载转矩估计值与电机实际的负载转矩吻合度极高，将其进行电流反馈可以提高电机的平稳性。同理，消除摩擦系数误差后还没消除转矩惯量误差时根据高阶滑膜观测器的输出信号也得到会得到负载转矩估计值，同样也会对其进行电流反馈，其效果会相较于同时消除摩擦系数误差、转矩惯量误差影响的要逊些的，但是相较于同时未消除摩擦系数误差、转矩惯量误差影响的要好。由此可知，利用该方式进行机械参数辨识的过程，电机的平稳性是逐步提升的。

综上所述，利用本发明所述方法及***辨识得到的永磁同步电机摩擦系数、转动惯量、负载转矩等参数波动小、准确，辨识时间短，采用了高阶滑模观测器的永磁同步电机具有更好的抗负载扰动性能。相比于传统的低阶滑模观测器相比，本发明所采用的方法能有效的降低由于滤波器产生的相位延时及幅值衰减问题，并通过转矩前馈提高***的鲁棒性，从而得到精确的摩擦系数和转动惯量信息，大大提高了永磁同步电机用于伺服驱动***的使用价值。

需要强调的是，本发明所述的实例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明不限于具体实施方式中所述的实例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，不脱离本发明宗旨和范围的，不论是修改还是替换，同样属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于高阶滑模观测器的电机机械参数辨识方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：将电机运行于相同加速度、不同转速的两个工况下，并分别获取高阶滑膜观测器的输出信号；

其中，高阶滑膜观测器的输出信号、电机摩擦系数、电机转矩惯量以及负载转矩的关系式如下：

式中，

为当前时刻t高阶滑膜观测器的输出信号，

为电机转矩惯量误差，ΔB为电机摩擦系数误差，

为当前时刻t电机的加速度，w(t)为当前时刻t电机的转速，T_L为负载转矩，Q为负载转矩估计值的微分；

所述高阶滑膜观测器是依据电机机械方程构建，所述高阶滑膜观测器的输入数据至少包含电机转速，还包含电磁转矩或当前电机q轴电流实际值；

S2：根据步骤S1中两个工况下高阶滑膜观测器的输出信号计算出电机摩擦系数误差值，并基于电机当前的摩擦系数计算出摩擦系数估计值；

S3：消除摩擦系数误差的影响并获取电机运行于不同加速度两个工况下的高阶滑膜观测器的输出信号，以及基于高阶滑膜观测器的输出信号、电机摩擦系数、电机转矩惯量、负载转矩的关系式计算出电机转矩惯量误差值，并基于电机当前的转矩惯量计算出转矩惯量估计值；

S4：消除摩擦系数误差以及转矩惯量误差的影响并获取电机运行于一工况下的高阶滑膜观测器的输出信号，以及基于高阶滑膜观测器的输出信号、电机摩擦系数、电机转矩惯量、负载转矩的关系式计算出负载转矩估计值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S3中的执行过程如下：

首先，基于步骤S2计算出的摩擦系数估计值更新电机的摩擦系数以消除摩擦系数误差的影响；

然后，将电机运行于不同加速度两个工况下，并分别获取高阶滑膜观测器的输出信号；

最后，按照如下公式计算出转矩惯量误差以及转矩惯量估计值；

式中，

表示转矩惯量误差，

分别表示不同加速度两个工况下高阶滑膜观测器的输出信号，a₁、a₂分别表示两个加速度，J₀、

分别表示电机当前的转矩惯量、转矩惯量估计值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S4的执行过程如下：

首先，基于步骤S3计算出的转矩惯量估计值更新电机的转矩惯量以消除转矩惯量误差的影响；

然后，将电机运行一工况下，并获取高阶滑膜观测器的输出信号，并按照如下公式计算出负载转矩估计值；

式中，

表示负载转矩估计值，

表示消除了摩擦系数误差以及转矩惯量误差的影响后一工况下t时刻的高阶滑膜观测器的输出信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：利用高阶滑膜观测器的输出信号对q轴电流进行前馈补偿；

其中，利用高阶滑膜观测器的输出信号获取当前时刻负载转矩估计值，并基于负载转矩估计值以及电机电磁转矩给定值得到电机q轴电流给定值；

然后，将q轴电流给定值与当前电机的q轴电流采样值输入PI电流环调节器得到q轴电压参考值，再基于q轴电压参考值控制电机。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：电机机械方程以及依据电机机械方程构建的高阶滑膜观测器的方程分别为：

式中，

分别为转速实际值w_r的微分、转速估计值

的微分，T_e为电机电磁转矩，P为滑模控制规律参数，

为负载转矩实际值的微分、负载转矩估计值的微分，a为常量，J表示电机的转矩惯量；

利用高阶滑膜观测器的方程以及电机机械方程得到转速实际值与转速估计值的误差微分

以及负载转矩实际值与负载转矩估计值的误差微分

其中，

所述高阶滑膜观测器的滑膜面函数S为：

参数P、Q为：

P＝ae_w+β|e_w|^γsign(e_w)+P_n，

Q＝-k₂sign(S)

式中，α、β、γ是均高阶滑膜观测器的设计参数，k₁、k₂均为比例参数，w_f为设计参数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电机为永磁同步电机。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述方法的***，其特征在于：依次连接的电机、三相变频驱动模块、芯片处理器；

其中，三相频率驱动模块采集电机的电流信号以及转速信号，并传送给所述芯片处理器，所述电流信号包括电机q轴电流实际值和d轴电流实际值；

所述芯片处理器包括速度环、电流环以及高阶滑膜观测器，其中，速度环用于根据实际转速、转速给定值输出电磁转矩给定值；所述高阶滑膜观测器输出电机负载转矩估计值；所述电流环用于根据q轴电流给定值以及q轴电流实际值输出q轴电压参考值，所述电流环还用于根据d轴电流给定值以及d轴电流实际值输出d轴电压参考值，所述q轴给定值是根据电磁转矩给定值以及负载转矩估计值计算出；

所述芯片处理器将所述q轴电压参考值以及d轴电压参考值进行变换得到开关信号，基于所述开关信号三相频率驱动模块驱动所述电机。

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