CN114844409A - 一种电机基于解耦的矢量控制方法、***及相关组件 - Google Patents

一种电机基于解耦的矢量控制方法、***及相关组件 Download PDF

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CN114844409A CN202210574782.4A CN202210574782A CN114844409A CN 114844409 A CN114844409 A CN 114844409A CN 202210574782 A CN202210574782 A CN 202210574782A CN 114844409 A CN114844409 A CN 114844409A
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Abstract

本申请公开了一种电机基于解耦的矢量控制方法、***及相关组件，涉及电机控制领域，应用于输入端通过LC滤波器与逆变器连接的电机，该方法包括：根据当前转速和参考转速，确定控制转速；对控制转速进行PI调节，生成参考电流；根据参考电流和滤波电流、滤波输入电流，确定控制电流；对控制电流进行PI调节，生成参考电压；根据参考电压和第一电压、第二电压、第三电压，确定控制电压；根据控制电压生成调制信号，以驱动逆变器。本申请通过双闭环实现带有LC滤波器的电机基于解耦的矢量控制，该方法中控制参数少，***带宽提高，增强了***的动态响应能力和***鲁棒性，***调试简单，更利于编码实现。

Description

一种电机基于解耦的矢量控制方法、***及相关组件
技术领域
本发明涉及电机控制领域，特别涉及一种电机基于解耦的矢量控制方法、***及相关组件。
背景技术
高速永磁同步电机因其电感小、频率高等特点，在运行过程中三相电流谐波含量增多，使得电机电流和转矩脉动增大，严重影响电机的正常运行，有必要在高速电机端接入LC正弦波滤波器以抑制输入电机的谐波含量来保证电机的正常运行。
目前，国内外认可的带LC正弦波滤波器的高速永磁同步电机矢量控制，是四闭环级联控制方式，这种四闭环的控制结构，存在以下缺点：需要控制的参数较多，不利于代码编程与调试；***带宽较低，***动态响应性能和***鲁棒性变差；在通用变频器硬件条件下，必须构建观测器才能实现有效控制，进一步降低了***带宽。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双闭环、实现简单、高效稳定的电机基于解耦的矢量控制方法、***及相关组件。其具体方案如下：
一种电机基于解耦的矢量控制方法，应用于输入端通过LC滤波器与逆变器连接的电机，该方法包括：
获取电机的当前转速、所述LC滤波器的滤波输入电流、所述LC滤波器的滤波输出电流；
根据所述当前转速和参考转速，确定控制转速；
对所述控制转速进行PI调节，生成参考电流；
根据所述参考电流和滤波电流、所述滤波输入电流，确定控制电流；所述滤波电流具体为所述滤波输入电流和所述滤波输出电流的差值；
对所述控制电流进行PI调节，生成参考电压；
根据所述参考电压和第一电压、第二电压、第三电压，确定控制电压；其中所述第一电压为所述滤波输出电流与所述电机的电感、电角速度的乘积，所述第二电压为所述滤波输入电流与所述LC滤波器的滤波电感、所述电角速度的乘积，所述第三电压为所述滤波电流与扰动反馈增益系数的乘积；
根据所述控制电压生成调制信号，以驱动所述逆变器。
优选的，所述电机的电感包括d轴电机电感和q轴电机电感；
所述滤波输入电流包括d轴滤波输入电流和q轴滤波输入电流；
所述滤波输出电流包括d轴滤波输出电流和q轴滤波输出电流；
所述滤波电流包括d轴滤波电流和q轴滤波电流，所述d轴滤波电流为所述d轴滤波输入电流与所述d轴滤波输出电流的差值，所述q轴滤波电流为所述q轴滤波输入电流与所述q轴滤波输出电流的差值；
所述参考电流包括d轴参考电流和q轴参考电流；
所述控制电流包括d轴控制电流和q轴控制电流；
所述参考电压包括d轴参考电压和q轴参考电压；
所述第一电压包括d轴第一电压和q轴第一电压，其中所述d轴第一电压为所述q轴滤波输出电流与所述q轴电机电感、所述电角速度的乘积，所述q轴第一电压为所述d轴滤波输出电流与所述d轴电机电感、所述电角速度的乘积；
所述第二电压包括d轴第二电压和q轴第二电压，其中所述d轴第二电压为所述q轴滤波输入电流与所述滤波电感、所述电角速度的乘积，所述q轴第二电压为所述d轴滤波输入电流与所述滤波电感、所述电角速度的乘积；
所述第三电压包括d轴第三电压和q轴第三电压，其中所述d轴第三电压为所述d轴滤波电流与所述扰动反馈增益系数的乘积，所述q轴第三电压为所述q轴滤波电流与所述扰动反馈增益系数的乘积；
所述控制电压包括d轴控制电压和q轴控制电压。
优选的，所述根据所述参考电流和滤波电流、所述滤波输入电流，确定控制电流的过程，包括：
将所述d轴参考电流减去所述d轴滤波电流，再减去所述d轴滤波输入电流，得到所述d轴控制电流；
将所述q轴参考电流加上所述q轴滤波电流，再减去所述q轴滤波输入电流，得到所述q轴控制电流。
优选的，所述根据所述参考电压和第一电压、第二电压、第三电压，确定控制电压的过程，包括：
将所述d轴参考电压依次减去所述d轴第一电压、所述d轴第二电压、所述d轴第三电压，得到所述d轴控制电压；
对所述q轴参考电压、所述q轴第一电压和所述q轴第二电压求和，再减去所述q轴第三电压，得到所述q轴控制电压。
优选的，所述对所述q轴参考电压、所述q轴第一电压和所述q轴第二电压求和，再减去所述q轴第三电压，得到所述q轴控制电压的过程，包括：
对所述q轴参考电压、所述q轴第一电压、所述q轴第二电压、第四电压求和，再减去所述q轴第三电压，得到所述q轴控制电压；
所述第四电压具体为所述电机的磁链与所述电角速度的乘积。
优选的，所述扰动反馈增益系数根据所述LC滤波器的滤波电感、滤波电容、寄生电阻、所述电机的电感和相电阻确定。
优选的，所述扰动反馈增益系数具体为：
Figure BDA0003661673260000031
其中，k为所述扰动反馈增益系数，Lf、Cf和Rf分别为所述LC滤波器的滤波电感、滤波电容、寄生电阻，Ls分别为所述电机的电感和Rs相电阻。
相应的，本申请还公开了一种电机基于解耦的矢量控制***，应用于输入端通过LC滤波器与逆变器连接的电机，该***包括：
获取模块，用于获取电机的当前转速、所述LC滤波器的滤波输入电流、所述LC滤波器的滤波输出电流；
转速模块，用于根据所述当前转速和参考转速，确定控制转速；
第一PI模块，用于对所述控制转速进行PI调节，生成参考电流；
电流模块，用于根据所述参考电流和滤波电流、所述滤波输入电流，确定控制电流；所述滤波电流具体为所述滤波输入电流和所述滤波输出电流的差值；
第二PI模块，用于对所述控制电流进行PI调节，生成参考电压；
电压模块，用于根据所述参考电压和第一电压、第二电压、第三电压，确定控制电压；其中所述第一电压为所述滤波输出电流与所述电机的电感、电角速度的乘积，所述第二电压为所述滤波输入电流与所述LC滤波器的滤波电感、所述电角速度的乘积，所述第三电压为所述滤波电流与扰动反馈增益系数的乘积；
调制模块，用于根据所述控制电压生成调制信号，以驱动所述逆变器。
相应的，本申请还公开了一种电机基于解耦的矢量控制装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任一项所述电机基于解耦的矢量控制方法的步骤。
相应的，本申请还公开了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任一项所述电机基于解耦的矢量控制方法的步骤。
本申请公开了一种电机基于解耦的矢量控制方法，应用于输入端通过LC滤波器与逆变器连接的电机，该方法包括：获取电机的当前转速、所述LC滤波器的滤波输入电流、所述LC滤波器的滤波输出电流；根据所述当前转速和参考转速，确定控制转速；对所述控制转速进行PI调节，生成参考电流；根据所述参考电流和滤波电流、所述滤波输入电流，确定控制电流；所述滤波电流具体为所述滤波输入电流和所述滤波输出电流的差值；对所述控制电流进行PI调节，生成参考电压；根据所述参考电压和第一电压、第二电压、第三电压，确定控制电压；其中所述第一电压为所述滤波输出电流与所述电机的电感、电角速度的乘积，所述第二电压为所述滤波输入电流与所述LC滤波器的滤波电感、所述电角速度的乘积，所述第三电压为所述滤波电流与扰动反馈增益系数的乘积；根据所述控制电压生成调制信号，以驱动所述逆变器。本申请通过双闭环实现带有LC滤波器的电机基于解耦的矢量控制，该方法中控制参数少，***带宽提高，增强了***的动态响应能力和***鲁棒性，***调试简单，更利于编码实现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种电机基于解耦的矢量控制方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例中一种电机基于解耦的矢量控制方法的流程示意图；
图3为一种有源阻尼控制策略的实现框图；
图4为本发明实施例中一种电机基于解耦的矢量控制方法的bode图；
图5为本发明实施例中一种电机基于解耦的矢量控制***的结构分布图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，国内外认可的带LC正弦波滤波器的高速永磁同步电机矢量控制，是四闭环级联控制方式，这种四闭环的控制结构，存在以下缺点：需要控制的参数较多，不利于代码编程与调试；***带宽较低，***动态响应性能和***鲁棒性变差；在通用变频器硬件条件下，必须构建观测器才能实现有效控制，进一步降低了***带宽。
本申请通过双闭环实现带有LC滤波器的电机基于解耦的矢量控制，该方法中控制参数少，***带宽提高，增强了***的动态响应能力和***鲁棒性，***调试简单，更利于编码实现。
本发明实施例公开了一种电机基于解耦的矢量控制方法，应用于输入端通过LC滤波器与逆变器连接的电机，参见图1所示，该方法包括：
S1：获取电机的当前转速、LC滤波器的滤波输入电流、LC滤波器的滤波输出电流；
S2：根据当前转速和参考转速，确定控制转速；
具体的，电机的当前转速n通过对电机的电位角θ求导确定，步骤S2确定控制转速时，在参考转速nref的基础上减去当前转速n得到控制转速；
S3：对控制转速进行PI调节，生成参考电流；
可以理解的是，这里的PI调节使用转速调节器实现。
S4：根据参考电流和滤波电流、滤波输入电流，确定控制电流；滤波电流具体为滤波输入电流和滤波输出电流的差值；
S5：对控制电流进行PI调节，生成参考电压；
S6：根据参考电压和第一电压、第二电压、第三电压，确定控制电压；其中第一电压为滤波输出电流与电机的电感、电角速度的乘积，第二电压为滤波输入电流与LC滤波器的滤波电感、电角速度的乘积，第三电压为滤波电流与扰动反馈增益系数的乘积；
S7：根据控制电压生成调制信号，以驱动逆变器。
可以理解的是，本实施例中电机基于解耦的矢量控制方法通常以dq坐标轴为参照，其流程示意图如图2所示，在dq坐标轴下，各参量有以下设定：
电机的电感包括d轴电机电感Ld和q轴电机电感Lq；
滤波输入电流包括d轴滤波输入电流iAd和q轴滤波输入电流iAq；
滤波输出电流包括d轴滤波输出电流isd和q轴滤波输出电流isq；
具体的，滤波输入电流在LC滤波器的输入端采样得到的是abc三相电流的形式，将该形式的电流通过信号处理后可得到dq坐标轴形式的d轴滤波输入电流iAd和q轴滤波输入电流iAq，滤波输出电流同理。
滤波电流包括d轴滤波电流icd和q轴滤波电流icq，d轴滤波电流为d轴滤波输入电流与d轴滤波输出电流的差值，q轴滤波电流为q轴滤波输入电流与q轴滤波输出电流的差值，即icd＝iAd-isd，icq＝iAq-isq。
参考电流包括d轴参考电流和q轴参考电流；
控制电流包括d轴控制电流和q轴控制电流；
参考电压包括d轴参考电压和q轴参考电压；
第一电压包括d轴第一电压和q轴第一电压，其中d轴第一电压为q轴滤波输出电流isq与q轴电机电感Lq、电角速度ωe的乘积，q轴第一电压为d轴滤波输出电流isd与d轴电机电感Ld、电角速度ωe的乘积；
第二电压包括d轴第二电压和q轴第二电压，其中d轴第二电压为q轴滤波输入电流iAq与滤波电感Lf、电角速度ωe的乘积，q轴第二电压为d轴滤波输入电流iAd与滤波电感Lf、电角速度ωe的乘积；
第三电压包括d轴第三电压和q轴第三电压，其中d轴第三电压为d轴滤波电流icd与扰动反馈增益系数k的乘积，q轴第三电压为q轴滤波电流icq与扰动反馈增益系数k的乘积；
控制电压包括d轴控制电压uAd_ref和q轴控制电压uAq_ref。
进一步的，在dq坐标轴的基础上，步骤S4根据参考电流和滤波电流、滤波输入电流，确定控制电流的过程，包括：
将d轴参考电流减去d轴滤波电流icd，再减去d轴滤波输入电流iAd，得到d轴控制电流；
将q轴参考电流加上q轴滤波电流icq，再减去q轴滤波输入电流iAq，得到q轴控制电流。
其中，在参考电流的基础上加减滤波电流的操作，实现了电机基于解耦的矢量控制中速度环的电容电流补偿。
且不同于现有技术中利用滤波输出电流作闭环反馈来控制电机电流，本实施例在保证永磁同步电机的高功率因数输出的情况下，使用滤波输入电流作闭环反馈来间接控制电机电流，便于提高观测器观测时的电流环带宽。
在此之后，步骤S5对控制电流进行PI调节时，分别通过两个PI调节器：交轴电流调节器对q轴控制电流进行调节，直轴电流调节器对d轴控制电流进行调节。
进一步的，在dq坐标轴的基础上，步骤S6根据参考电压和第一电压、第二电压、第三电压，确定控制电压的过程，包括：
将d轴参考电压依次减去d轴第一电压、d轴第二电压、d轴第三电压，得到d轴控制电压；
对q轴参考电压、q轴第一电压和q轴第二电压求和，再减去q轴第三电压，得到q轴控制电压。
进一步的，对q轴参考电压、q轴第一电压和q轴第二电压求和，再减去q轴第三电压，得到q轴控制电压的过程，包括：
对q轴参考电压、q轴第一电压、q轴第二电压、第四电压求和，再减去q轴第三电压，得到q轴控制电压；
第四电压具体为电机的磁链
Figure BDA0003661673260000081
与电角速度ωe的乘积。
其中，第一电压和第四电压的运算，实际上通过LC滤波器的滤波输出电流来计算电机的交直轴电压分量，进而实现电机矢量控制中电流环的电机数学模型解耦，也即端电压解耦；
类似的，第二电压的运算，实际是通过LC滤波器的滤波输入电流来计算滤波电感上的压降，进而实现电机矢量控制中电流环的滤波电感解耦；
类似的，第三电压的运算，实际上是通过LC滤波器的滤波电流乘以系数来计算LC滤波器的滤波电容对电机的扰动，进而实现电机矢量控制中电流环的扰动补偿解耦。
本申请公开了一种电机基于解耦的矢量控制方法，应用于输入端通过LC滤波器与逆变器连接的电机，该方法包括：获取电机的当前转速、所述LC滤波器的滤波输入电流、所述LC滤波器的滤波输出电流；根据所述当前转速和参考转速，确定控制转速；对所述控制转速进行PI调节，生成参考电流；根据所述参考电流和滤波电流、所述滤波输入电流，确定控制电流；对所述控制电流进行PI调节，生成参考电压；根据所述参考电压和第一电压、第二电压、第三电压，确定控制电压。相比原四闭环控制方法，本申请通过双闭环实现带有LC滤波器的电机基于解耦的矢量控制，该方法中控制参数少，***带宽提高，增强了***的动态响应能力和***鲁棒性，达到了和无LC滤波器的永磁电机矢量控制相近的控制效果，***调试简单，更利于编码实现。
本发明实施例公开了一种具体的电机基于解耦的矢量控制方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。
具体的，扰动反馈增益系数根据LC滤波器的滤波电感、滤波电容、寄生电阻、电机的电感和相电阻确定。
具体的，扰动反馈增益系数可由以下公式得到：
Figure BDA0003661673260000091
其中，k为扰动反馈增益系数，Lf、Cf和Rf分别为LC滤波器的滤波电感、滤波电容、寄生电阻，Ls和Rs分别为电机的电感相电阻。
可以理解的是，电流环解耦包括LC正弦波滤波器的滤波电感解耦、电机端电压解耦和扰动解耦。由于是使用滤波输入电流，也即逆变器输出电流做闭环，逆变器输出电流的微分表达式如式(1)所示。
Figure BDA0003661673260000092
式中：
ud_inv为在电机旋转dq坐标系下逆变器输出的d轴电压(V)；
uq_inv为在电机旋转dq坐标系下逆变器输出的q轴电压(V)；
id_inv为在电机旋转dq坐标系下逆变器输出的d轴电流(A)；
iq_inv为在电机旋转dq坐标系下逆变器输出的q轴电流(A)；
Ld为永磁同步电机d轴电感(H)；
Lq为永磁同步电机q轴电感(H)；
Ls为交直轴电感，在隐极电机中Lq和Ld相同，可直接以用Ls代替；在凸极电机中Ld和Lq不同，一般取Lq作为Ls；
Lf为LC正弦波滤波器滤波电感(H)；
Rf为滤波电感上的寄生电阻(Ω)；
Rs为永磁同步电机相电阻(Ω)；
ud_coupl为d轴分电压(V)；
uq_coupl为q轴分电压(V)。
ud_coupl和ud_coupl的表达式如式(2)所示。
Figure BDA0003661673260000093
由式(2)可知，电流内环的耦合项包括LC正弦波滤波器滤波电感的交叉耦合，电机端交直轴电感的交叉耦合以及滤波电容的扰动耦合。
电流解耦补偿对PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor，永磁同步电机)***动态控制性能有较为明显的改善，从电流解耦补偿结构上分析，如果没有电流前馈补偿，当PMSM稳态运行时，运动电动势项基本不变，对***造成的影响能够通过电流PI控制输出加以补偿。但是当***处于瞬态时，运动电动势是变化的，电流PI控制可能不能够及时补偿运动电动势造成的影响，电流的瞬态响应可能会受到影响。
可见，式(1)和式(2)共同组成了图2中的解耦控制数学模型。
LC正弦波滤波器带永磁同步电机之后，会存在一个正向谐振点，如果该谐振点不能很好的抑制，会使得***变得不稳定。目前使用最多的无源阻尼控制策略为在滤波电容处串联阻尼电阻。但是，因为在滤波电容串联阻尼，会使滤波器的滤波特性变差，且会增加电机的有功损耗，因此，有源阻尼控制策略体现了它的优越性，有源阻尼主要模拟无源阻尼的控制方式，将无源阻尼的控制方式通过软件的控制方式实现出来，其有源阻尼控制策略的实现框图如图3所示。
加上电容电流状态反馈后，带LC滤波器的永磁同步电机的输入电流ia_inv与输入电压ua_inv之间的传递函数为：
Figure BDA0003661673260000101
k为扰动反馈增益系数。
加上电容电流状态反馈后，带LC滤波器的永磁同步电机的输入电压与电机端电流之间的传递函数为：
Figure BDA0003661673260000102
由上式可知，通过增加电容电流状态反馈后，可以改变整个***中二阶振荡的阻尼，最终可抑制谐振。通过分析，可知该***在高频时可等效为一个积分环节和二阶振荡环节组成的***，可知其谐振是二阶***导致的，取二阶***的阻尼为0.707，则可计算得以上两式中的k值下式：
Figure BDA0003661673260000111
按照以上控制策略，可得到该控制框图的bode图，如图4示。从图4可知，加上电容电流反馈后，可以将***的正谐振峰值抑制住。
相应的，本申请还公开了一种电机基于解耦的矢量控制***，应用于输入端通过LC滤波器与逆变器连接的电机，参见图5所示，该***包括：
获取模块1，用于获取电机的当前转速、所述LC滤波器的滤波输入电流、所述LC滤波器的滤波输出电流；
转速模块2，用于根据所述当前转速和参考转速，确定控制转速；
第一PI模块3，用于对所述控制转速进行PI调节，生成参考电流；
电流模块4，用于根据所述参考电流和滤波电流、所述滤波输入电流，确定控制电流；所述滤波电流具体为所述滤波输入电流和所述滤波输出电流的差值；
第二PI模块5，用于对所述控制电流进行PI调节，生成参考电压；
电压模块6，用于根据所述参考电压和第一电压、第二电压、第三电压，确定控制电压；其中所述第一电压为所述滤波输出电流与所述电机的电感、电角速度的乘积，所述第二电压为所述滤波输入电流与所述LC滤波器的滤波电感、所述电角速度的乘积，所述第三电压为所述滤波电流与扰动反馈增益系数的乘积；
调制模块7，用于根据所述控制电压生成调制信号，以驱动所述逆变器。
本实施例通过双闭环实现带有LC滤波器的电机基于解耦的矢量控制，该实施例中控制参数少，***带宽提高，增强了***的动态响应能力和***鲁棒性，达到了和无LC滤波器的永磁电机矢量控制相近的控制效果，***调试简单，更利于编码实现。
在一些具体的实施例中，所述电机的电感包括d轴电机电感和q轴电机电感；
所述滤波输入电流包括d轴滤波输入电流和q轴滤波输入电流；
所述滤波输出电流包括d轴滤波输出电流和q轴滤波输出电流；
所述滤波电流包括d轴滤波电流和q轴滤波电流，所述d轴滤波电流为所述d轴滤波输入电流与所述d轴滤波输出电流的差值，所述q轴滤波电流为所述q轴滤波输入电流与所述q轴滤波输出电流的差值；
所述参考电流包括d轴参考电流和q轴参考电流；
所述控制电流包括d轴控制电流和q轴控制电流；
所述参考电压包括d轴参考电压和q轴参考电压；
所述第一电压包括d轴第一电压和q轴第一电压，其中所述d轴第一电压为所述q轴滤波输出电流与所述q轴电机电感、所述电角速度的乘积，所述q轴第一电压为所述d轴滤波输出电流与所述d轴电机电感、所述电角速度的乘积；
所述第二电压包括d轴第二电压和q轴第二电压，其中所述d轴第二电压为所述q轴滤波输入电流与所述滤波电感、所述电角速度的乘积，所述q轴第二电压为所述d轴滤波输入电流与所述滤波电感、所述电角速度的乘积；
所述第三电压包括d轴第三电压和q轴第三电压，其中所述d轴第三电压为所述d轴滤波电流与所述扰动反馈增益系数的乘积，所述q轴第三电压为所述q轴滤波电流与所述扰动反馈增益系数的乘积；
所述控制电压包括d轴控制电压和q轴控制电压。
在一些具体的实施例中，电流模块4具体用于：
将所述d轴参考电流减去所述d轴滤波电流，再减去所述d轴滤波输入电流，得到所述d轴控制电流；
将所述q轴参考电流加上所述q轴滤波电流，再减去所述q轴滤波输入电流，得到所述q轴控制电流。
在一些具体的实施例中，电压模块6具体用于：
将所述d轴参考电压依次减去所述d轴第一电压、所述d轴第二电压、所述d轴第三电压，得到所述d轴控制电压；
对所述q轴参考电压、所述q轴第一电压和所述q轴第二电压求和，再减去所述q轴第三电压，得到所述q轴控制电压。
在一些具体的实施例中，电压模块6对所述q轴参考电压、所述q轴第一电压和所述q轴第二电压求和，再减去所述q轴第三电压，得到所述q轴控制电压的过程，包括：
对所述q轴参考电压、所述q轴第一电压、所述q轴第二电压、第四电压求和，再减去所述q轴第三电压，得到所述q轴控制电压；
所述第四电压具体为所述电机的磁链与所述电角速度的乘积。
在一些具体的实施例中，所述扰动反馈增益系数根据所述LC滤波器的滤波电感、滤波电容、寄生电阻、所述电机的电感和相电阻确定。
在一些具体的实施例中，所述扰动反馈增益系数具体为：
Figure BDA0003661673260000131
其中，k为所述扰动反馈增益系数，Lf、Cf和Rf分别为所述LC滤波器的滤波电感、滤波电容、寄生电阻，Ls分别为所述电机的电感和Rs相电阻。
相应的，本申请实施例还公开了一种电机基于解耦的矢量控制装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任一项所述电机基于解耦的矢量控制方法的步骤。
相应的，本申请实施例还公开了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任一项所述电机基于解耦的矢量控制方法的步骤。
其中，本实施例中有关电机基于解耦的矢量控制方法的具体细节可以参照上文实施例的相关描述，此处不再赘述。
其中，本实施例中电机基于解耦的矢量控制装置和可读存储介质具有上文实施例中电机基于解耦的矢量控制方法相同的技术效果，此处不再赘述。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种电机基于解耦的矢量控制方法、***及相关组件进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电机基于解耦的矢量控制方法，其特征在于，应用于输入端通过LC滤波器与逆变器连接的电机，该方法包括：
获取电机的当前转速、所述LC滤波器的滤波输入电流、所述LC滤波器的滤波输出电流；
根据所述当前转速和参考转速，确定控制转速；
对所述控制转速进行PI调节，生成参考电流；
根据所述参考电流和滤波电流、所述滤波输入电流，确定控制电流；所述滤波电流具体为所述滤波输入电流和所述滤波输出电流的差值；
对所述控制电流进行PI调节，生成参考电压；
根据所述参考电压和第一电压、第二电压、第三电压，确定控制电压；其中所述第一电压为所述滤波输出电流与所述电机的电感、电角速度的乘积，所述第二电压为所述滤波输入电流与所述LC滤波器的滤波电感、所述电角速度的乘积，所述第三电压为所述滤波电流与扰动反馈增益系数的乘积；
根据所述控制电压生成调制信号，以驱动所述逆变器。
2.根据权利要求1所述电机基于解耦的矢量控制方法，其特征在于，
所述电机的电感包括d轴电机电感和q轴电机电感；
所述滤波输入电流包括d轴滤波输入电流和q轴滤波输入电流；
所述滤波输出电流包括d轴滤波输出电流和q轴滤波输出电流；
所述滤波电流包括d轴滤波电流和q轴滤波电流，所述d轴滤波电流为所述d轴滤波输入电流与所述d轴滤波输出电流的差值，所述q轴滤波电流为所述q轴滤波输入电流与所述q轴滤波输出电流的差值；
所述参考电流包括d轴参考电流和q轴参考电流；
所述控制电流包括d轴控制电流和q轴控制电流；
所述参考电压包括d轴参考电压和q轴参考电压；
所述第一电压包括d轴第一电压和q轴第一电压，其中所述d轴第一电压为所述q轴滤波输出电流与所述q轴电机电感、所述电角速度的乘积，所述q轴第一电压为所述d轴滤波输出电流与所述d轴电机电感、所述电角速度的乘积；
所述第二电压包括d轴第二电压和q轴第二电压，其中所述d轴第二电压为所述q轴滤波输入电流与所述滤波电感、所述电角速度的乘积，所述q轴第二电压为所述d轴滤波输入电流与所述滤波电感、所述电角速度的乘积；
所述第三电压包括d轴第三电压和q轴第三电压，其中所述d轴第三电压为所述d轴滤波电流与所述扰动反馈增益系数的乘积，所述q轴第三电压为所述q轴滤波电流与所述扰动反馈增益系数的乘积；
所述控制电压包括d轴控制电压和q轴控制电压。
3.根据权利要求2所述电机基于解耦的矢量控制方法，其特征在于，所述根据所述参考电流和滤波电流、所述滤波输入电流，确定控制电流的过程，包括：
将所述d轴参考电流减去所述d轴滤波电流，再减去所述d轴滤波输入电流，得到所述d轴控制电流；
将所述q轴参考电流加上所述q轴滤波电流，再减去所述q轴滤波输入电流，得到所述q轴控制电流。
4.根据权利要求2所述电机基于解耦的矢量控制方法，其特征在于，所述根据所述参考电压和第一电压、第二电压、第三电压，确定控制电压的过程，包括：
将所述d轴参考电压依次减去所述d轴第一电压、所述d轴第二电压、所述d轴第三电压，得到所述d轴控制电压；
对所述q轴参考电压、所述q轴第一电压和所述q轴第二电压求和，再减去所述q轴第三电压，得到所述q轴控制电压。
5.根据权利要求4所述电机基于解耦的矢量控制方法，其特征在于，所述对所述q轴参考电压、所述q轴第一电压和所述q轴第二电压求和，再减去所述q轴第三电压，得到所述q轴控制电压的过程，包括：
对所述q轴参考电压、所述q轴第一电压、所述q轴第二电压、第四电压求和，再减去所述q轴第三电压，得到所述q轴控制电压；
所述第四电压具体为所述电机的磁链与所述电角速度的乘积。
6.根据权利要求1至5任一项所述电机基于解耦的矢量控制方法，其特征在于，所述扰动反馈增益系数根据所述LC滤波器的滤波电感、滤波电容、寄生电阻、所述电机的电感和相电阻确定。
7.根据权利要求6所述电机基于解耦的矢量控制方法，其特征在于，所述扰动反馈增益系数具体为：
Figure FDA0003661673250000031
其中，k为所述扰动反馈增益系数，Lf、Cf和Rf分别为所述LC滤波器的滤波电感、滤波电容、寄生电阻，Ls分别为所述电机的电感和Rs相电阻。
8.一种电机基于解耦的矢量控制***，其特征在于，应用于输入端通过LC滤波器与逆变器连接的电机，该***包括：
获取模块，用于获取电机的当前转速、所述LC滤波器的滤波输入电流、所述LC滤波器的滤波输出电流；
转速模块，用于根据所述当前转速和参考转速，确定控制转速；
第一PI模块，用于对所述控制转速进行PI调节，生成参考电流；
电流模块，用于根据所述参考电流和滤波电流、所述滤波输入电流，确定控制电流；所述滤波电流具体为所述滤波输入电流和所述滤波输出电流的差值；
第二PI模块，用于对所述控制电流进行PI调节，生成参考电压；
电压模块，用于根据所述参考电压和第一电压、第二电压、第三电压，确定控制电压；其中所述第一电压为所述滤波输出电流与所述电机的电感、电角速度的乘积，所述第二电压为所述滤波输入电流与所述LC滤波器的滤波电感、所述电角速度的乘积，所述第三电压为所述滤波电流与扰动反馈增益系数的乘积；
调制模块，用于根据所述控制电压生成调制信号，以驱动所述逆变器。
9.一种电机基于解耦的矢量控制装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述电机基于解耦的矢量控制方法的步骤。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述电机基于解耦的矢量控制方法的步骤。
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