本发明涉及一种永磁同步电机控制方法，具体涉及一种基于霍尔扇区位置误差闭环反馈的永磁同步电机控制方法。
背景技术：
1、在永磁同步电机的伺服控制中，需要连续的转子位置与转速信息，离散的霍尔信号结合合适的转子信息估算方法，输出较为准确的转子信息，是基于霍尔传感器的永磁同步电机高性能驱动的关键。现在常用的估算转子信息方法，有基于插值的方法、基于矢量跟踪的方法、基于级联观测器的方法、基于反电动势的方法，可将其划分为开环无模型方法与闭环有模型方法。
2、开环无模型方法：现有的基于插值的方法都是从数值拟合的角度来估算转子信息，其本质为开环控制。将基于插值的方法映射到控制领域中，将矢量控制系统的霍尔传感器及其估算模块抽象为子控制系统，将其两侧作为输入、输出端口，如图1所示，将原开环控制改为闭环控制，提高了电机的控制性能。
3、当以转子信息估算值作为输出来看，现有基于插值的方法本质都是开环控制，将平均速度法画为图2，将平均加速度法画为图3。将现有的基于插值的转子信息估算方法应用于矢量控制系统时，可将系统简化为图4所示开环控制结构；即过去、现在的输出无法对现在、未来的输入产生影响，由输入至输出的控制单方向进行。开环控制结构简单、计算简便，精度通常较低，无法自动纠偏，抑制干扰性能较差，在扰动、噪声等外界影响下性能将进一步下降，在实际控制系统中尽量避免使用。
4、闭环有模型方法：目前存在采用闭环控制结构的估算方法，如基于矢量跟踪的方法。将闭环控制结构估算方法应用于矢量控制系统时，可将系统简化为图5所示闭环控制结构。由于基于矢量跟踪的方法将离散的霍尔信号通过离散傅里叶变换转化为连续的反映转子实际位置的基波分量与其余谐波分量，通过对基波分量的观测可以实现对转子位置的连续估算，相比开环无模型估算方法对转子位置的低频离散估算，基于矢量跟踪的方法能够通过对基波分量的控制实现霍尔扇区位置误差抑制、极高的估算精度与近似无估算滞后。但基于矢量跟踪的方法需要对电机模型参数有一定的了解，即需要采用电机的转动惯量估计值与电磁转矩估计值其所需的机械参数在实际工况下变化频繁，这限制了该方法的实际应用与推广；采用闭环控制结构的估算方法还有基于反电动势的方法，无需机械参数，但需要已知较为准确的电机模型的电参数，且受到低速时较小反电动势与逆变器、参数非线性的限制。
5、由此可见，需要一种闭环无模型控制策略，将转子实际位置与估算值的偏差作为反馈引入估算系统，提高对转子信息估算及系统伺服的精度，同时无需电机模型参数、对电机具有普适性，有助于其广泛应用。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种基于霍尔扇区位置误差闭环反馈的永磁同步电机控制方法，该方法考虑到现有的基于插值的转子信息估算方法应用于矢量控制系统时为开环控制结构，精度较低，抑制干扰性能较差，将转子实际位置与估算值的偏差作为反馈引入估算系统，从而实现转子信息估算系统的闭环控制，在实际控制系统中具有极高应用价值。
2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种基于霍尔扇区位置误差闭环反馈的永磁同步电机控制方法，在基于插值的方法的基础上，采用零阶闭环算法或一阶闭环算法估算转子实际位置与估算值的偏差值，并将转子实际位置与估算值的偏差值作为反馈引入转子信息估算系统，从而实现转子信息估算系统的闭环控制，其中：
4、采用零阶闭环算法估算转子实际位置与估算值的偏差值的具体步骤如下：
5、(1)由零阶开环算法，即平均速度法可知，当前扇区转子速度用前一扇区平均速度vβ估算：
6、
7、式中，vβ为转子在前一霍尔扇区的平均转速，为转子离开前一霍尔扇区的位置，为转子进入前一霍尔扇区的位置，tβi为转子转过前一霍尔扇区所用时间；
8、(2)转子的位置估算结果，通过对转速积分得到：
9、
10、式中，tk为转子在当前霍尔扇区中所处时间；ts为转子进入当前霍尔扇区的时刻；为转子当前的估算位置；xs为当前霍尔扇区的起始位置；
11、(3)当转子到达霍尔扇区边沿时，根据此时的转子位置估算值与转子实际位置计算前一扇区中转子位置偏差值δxki-1：
12、
13、(4)假设位置偏差是由于在前一霍尔扇区全程中转速具有稳定偏差而造成，由转子位置偏差值δxki-1估算转子转速偏差值δvk：
14、
15、(5)将转速偏差作为反馈引入估算系统，则当前扇区转子速度估算为：
16、
17、式中，为转子在当前扇区的估算转速；为转子在前一扇区的估算平均转速；
18、(6)将公式(6)写为：
19、
20、进而当前扇区位置由公式(8)得到；
21、
22、采用一阶闭环算法估算算转子实际位置与估算值的偏差值的具体步骤如下：
23、(1)由一阶开环算法，即平均加速度法可知，当前扇区转子加速度用前两扇区平均速度估算，得到当前扇区转子速度为：
24、
25、式中，tβ为转子在前一扇区的中间时刻，vβ与vβi-1为转子在前一霍尔扇区与前二霍尔扇区的平均转速，tβi与tβi-1为转子转过前一霍尔扇区与前二霍尔扇区所用时间；
26、(2)转子的位置估算结果，通过对转速积分得到：
27、
28、(3)当转子到达霍尔扇区边沿时，根据此时的转子位置估算值与转子实际位置计算转子位置偏差值δxki-1：
29、
30、(4)假设位置偏差是由于在前一霍尔扇区全程中转子的加速度具有稳定偏差而造成，由转子位置偏差值δxki-1估算转子的加速度偏差值δak：
31、
32、(5)将加速度偏差值对时间积分后作为反馈引入估算系统，则当前霍尔扇区转子速度为：
33、
34、(6)转子位置信息由公式(15)得出：
35、
36、相比于现有技术，本发明具有如下优点：
37、本发明将现有的基于插值的方法由数值拟合领域映射至控制领域，通过引入闭环的方法，提高了该控制系统对噪声、扰动的抑制效果，增强了系统的鲁棒性，同时保持了其无模型的特性，有利于该方法在电动自行车、洗衣机等低端大批量的实际应用场景中得到推广，开拓了本领域的研究口径。
1.一种基于霍尔扇区位置误差闭环反馈的永磁同步电机控制方法，其特征在于所述方法在基于插值的方法的基础上，采用零阶闭环算法估算转子实际位置与估算值的偏差值，并将转子实际位置与估算值的偏差值作为反馈引入转子信息估算系统，从而实现转子信息估算系统的闭环控制，其中：采用零阶闭环算法估算转子实际位置与估算值的偏差值的具体步骤如下：
2.一种基于霍尔扇区位置误差闭环反馈的永磁同步电机控制方法，其特征在于所述方法在基于插值的方法的基础上，采用一阶闭环算法估算转子实际位置与估算值的偏差值，并将转子实际位置与估算值的偏差值作为反馈引入转子信息估算系统，从而实现转子信息估算系统的闭环控制，其中：采用一阶闭环算法估算算转子实际位置与估算值的偏差值的具体步骤如下：
