一种基于双向瞬态电流注入的变磁通记忆电机磁化状态观测方法

本发明属于电气传动，尤其涉及一种基于双向瞬态电流注入(bidirectional transient current injection,btfi)的变磁通记忆电机观测方法。

背景技术：

1、可变磁通记忆电机(variable flux memorymachine,vfmm)通过对低矫顽力(lowcoercive force,lcf)永磁材料施加瞬时退磁或增磁脉冲电流来改变其磁化状态(magnetization state,ms)，在几乎没有损耗的情况下，实现气隙磁链的灵活调节。由于这一优点，记忆电机在需要宽恒功率速度区域(constant power speed range,cpsr)的场合有较强的竞争性，如电动汽车。混合永磁型变磁通记忆机采用高、低矫顽力两种永磁材料，在获得高转矩密度的同时，可实现永磁磁链的可调特性，其运行轨迹和稳定工作点的电流解在不同工作区域内是变化的。因此，如何根据vfmm速度、电压和电流数值结果进行磁化状态观测，是一个需要合理完成的任务。当前的电机磁化状态观测中，多使用设置阈值比较的方式进行分析，这种方法并不能基于变磁通记忆电机的调磁操作要求进行实时观测。

技术实现思路

1、鉴于上述背景，为能够更加准确实现对变磁通记忆电机的调磁状态观测，提出了一种基于双向瞬态电流注入的变磁通记忆电机磁化状态观测方法，该方法具有对变磁通记忆电机的准确观测优势。

2、技术方案：为达到上述目的，本发明所述的一种混合永磁变磁通记忆电机多模式辨识与协调控制方法，包括以下步骤：

3、步骤1，对变磁通记忆电机进行初始化，得到初始化结果；

4、步骤2，基于所述变磁通记忆电机的初始化结果，确定所述变磁通记忆电机的初始磁化状态值；

5、步骤3，基于所述初始磁化状态值，确定所述变磁通记忆电机是否调磁；

6、步骤4，若所述变磁通记忆电机需要调磁，确定调磁操作，并注入观测脉冲电流；若不需要调磁，转到步骤2；

7、步骤5，对所述变磁通记忆电机进行数据采样，并更新磁化状态观测值。

8、可选的，所述对变磁通记忆电机进行初始化，得到初始化结果，包括：

9、将所述变磁通记忆电机的观测时刻设定为初始时刻；

10、将所述变磁通记忆电机的初始时刻设定为测量时刻所对应的测量个数为0。

11、可选的，所述基于所述变磁通记忆电机的初始化结果，确定所述变磁通记忆电机的初始磁化状态值，包括：

12、获取所述变磁通记忆电机初始磁化状态值，并确定转子磁链值；

13、基于所述转子磁链值，得到所述初始时刻的转子磁链值。

14、可选的，所述基于所述初始磁化状态值，确定所述变磁通记忆电机是否调磁，包括：

15、获取所述变磁通记忆电机的预期磁化状态值，若所述预期磁化状态值不等于初始磁化状态值，则所述变磁通记忆电机需要调磁；

16、获取所述变磁通记忆电机的预期磁化状态值，若所述预期磁化状态值等于初始磁化状态值，则所述变磁通记忆电机不进行调磁。

17、可选的，所述若所述变磁通记忆电机需要调磁，确定调磁操作，并注入观测脉冲电流；若不需要调磁，转到步骤2，包括：

18、基于所述变磁通记忆电机的初始磁化状态值，选择所述变磁通记忆电机的调磁方式；

19、所述变磁通记忆电机的调磁方式包括去磁和充磁操作；

20、在所述调磁操作结束后注入观测脉冲电流。

21、可选的，所述对所述变磁通记忆电机进行数据采样，并更新磁化状态观测值，包括：

22、获取所述变磁通记忆电机在所述初始磁化状态固定时间周期内的电流电压值；

23、获取所述变磁通记忆电机在注入观测脉冲电流时固定时间周期内的电流电压值；基于所述变磁通记忆电机的观测方程，获取所述变磁通记忆电机的所述磁链状态值；

24、对所述变磁通记忆电机的磁链状态值进行更新。

25、可选的，所述基于所述变磁通记忆电机的观测方程，获取所述变磁通记忆电机的所述磁链状态值，包括：

26、所述变磁通记忆电机的观测方程为：

27、

28、其中，ωr(k0)分别表示在第k0时刻的变磁通记忆电机q轴电压、电流和角速度，记录并存储在data 0#数据组中，ωr(k1)分别表示在第k1时刻的变磁通记忆电机q轴电压和电流、d轴电压和电流以及角速度，记录并存储在data 1#数据组中。

29、可选的，还包括对所述磁化状态观测值进行观测误差值的补偿，包括：

30、确定所述观测误差值的方程，所述观测误差值的方程为：

31、

32、其中，表示观测脉冲电流的幅值，ωr(k1)表示第k1个测量时刻时的电机转速，unl表示非线性扰动电压常数，sq(kn)表示电流极性函数，sd(kn)表示电角度函数；

33、对所述非线性扰动电压进行补偿，从而减小所述磁化状态观测误差值。

34、本发明具有以下有益效果：

35、1、观测节点更加精确。对变磁通记忆电机是否需要经过调磁操作进行判断，从而确定在当前的变磁通记忆电机运行中，是否需要经过调磁操作，只有在经过了恰当的观测节点确认和分析之后，方可保证对变磁通记忆电机的调磁动作进行合理确定。

36、2、观测结果精度提高。在具体的观测中，还对已经输入了观测电流之后进行多个数值取样，并基于计算方程进行观测值确定，从而安全基于已经得到的多个数值进行确认，基于多个数据的共同分析，以提高观测精度。(有益效果如果必须三点的话，我们再总结凝练一条)

1.一种基于双向瞬态电流注入的变磁通记忆电机磁化状态观测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种基于双向瞬态电流注入的变磁通记忆电机磁化状态观测方法，其特征在于，所述对变磁通记忆电机进行初始化，得到初始化结果，包括：

3.根据权利要求1所述一种基于双向瞬态电流注入的变磁通记忆电机磁化状态观测方法，其特征在于，所述基于所述变磁通记忆电机的初始化结果，确定所述变磁通记忆电机的初始磁化状态值，包括：

4.根据权利要求1所述一种基于双向瞬态电流注入的变磁通记忆电机磁化状态观测方法，其特征在于，所述基于所述初始磁化状态值，确定所述变磁通记忆电机是否调磁，包括：

5.根据权利要求1所述一种基于双向瞬态电流注入的变磁通记忆电机磁化状态观测方法，其特征在于，所述若所述变磁通记忆电机需要调磁，确定调磁操作，并注入观测脉冲电流；若不需要调磁，转到步骤2，包括：

6.根据权利要求1所述一种基于双向瞬态电流注入的变磁通记忆电机磁化状态观测方法，其特征在于，所述对所述变磁通记忆电机进行数据采样，并更新磁化状态观测值，包括：

7.根据权利要求6所述一种基于双向瞬态电流注入的变磁通记忆电机磁化状态观测方法，其特征在于，所述基于所述变磁通记忆电机的观测方程，获取所述变磁通记忆电机的所述磁链状态值，包括：

8.根据权利要求1所述一种基于双向瞬态电流注入的变磁通记忆电机磁化状态观测方法，其特征在于，还包括对所述磁化状态观测值进行观测误差值的补偿，包括：