本发明属于电机控制，具体涉及一种基于磁通控制的电机自适应矢量控制方法及系统。
背景技术：
1、磁通控制技术是电机控制领域的重要技术之一，通过调节电机的励磁电流（id）来改变磁场强度，从而实现对电机的磁通调节。这种方法在感应电机和永磁同步电机中应用广泛，能够实现磁场定向和转矩控制。矢量控制技术（field-oriented control, foc）通过将交流电动机的定子电流分解为励磁电流和转矩电流，实现了对磁通和转矩的解耦控制，提高了电机的控制精度和稳定性。
2、随着电动汽车和工业自动化的发展，轴向磁通电机因其高比功率和高转矩密度等优点，逐渐受到重视。例如，轴向磁通电机在电动汽车中的应用可以有效解决轻量化、扭矩密度和续航里程等问题。此外，自适应控制技术在电机控制中也得到了广泛应用，通过自适应算法自动调整控制器参数以适应系统变化，提高系统的抗扰性能和控制精度。
3、在实际应用中，电机参数的变化（如电阻、电感等）会对矢量控制系统性能产生不良影响。例如，参数变化会导致转速估计不准确，进而影响系统的稳定性和精度。为了解决这一问题，研究者们提出了基于模型参考自适应（model reference adaptive system,mras）的方法，通过在线辨识和自适应调整参数来提高系统的鲁棒性。
4、在极低速和零速情况下，传统的矢量控制系统容易出现不稳定现象。这是因为此时电机的励磁电流误差增大，导致系统无法有效维持稳定。为了解决这一问题，研究者们提出了新的反馈增益矩阵和转速自适应律的设计方法，以提高系统的稳定性。
5、自适应控制算法虽然能够提高系统的性能和鲁棒性，但其设计和实现相对复杂，计算负担较大。例如，在无速度传感器矢量控制中，需要实时估计转速和转子位置，这需要复杂的自适应律和辨识算法。此外，自适应控制算法对参数调整的敏感性也会影响其实际应用效果。
6、在复杂环境中，电机控制系统容易受到各种干扰，影响其性能。例如，在电动汽车中，电机控制系统需要在高温、高湿等恶劣环境下稳定运行，这对自适应控制算法提出了更高的要求。
7、基于磁通控制的电机自适应矢量控制方法及系统在现阶段具有广泛的应用前景和技术优势，但同时也面临着参数变化、低速稳定性、算法复杂性和环境干扰等问题。未来的研究需要进一步优化自适应控制算法，提高系统的鲁棒性和稳定性，以满足实际应用中的需求。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于磁通控制的电机自适应矢量控制方法及系统，
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种基于磁通控制的电机自适应矢量控制方法，包括：
4、s1：通过检测电路检测电机的电压和电流信号，并通过模数转换器将所述电压信号和所述电流信号转化为电压数据和电流数据；
5、s2：构建参考模型、可调模型，通过所述参考模型对所述电压数据进行计算得到性能指标，通过所述可调模型对所述电流数据进行计算得到磁链值，根据所述磁链值和所述性能指标得到偏差；
6、s3：通过转速调节器根据所述磁链值和所述偏差输出电流控制信号，将所述电流控制信号转化为两相电流，将所述两相电流的静止坐标系换为旋转坐标系，根据所述旋转坐标系得到所述电流控制信号对应的转子磁链方向角；
7、s4：通过电机转子弧度特性和所述转子磁链方向角计算转子位置，并根据所述转子位置通过转速观测器获取实时电机转速，将所述两相电流逆变换为三相电流，通过执行器根据所述三相电流对应的控制信号调节电机的输入电流；根据所述性能指标在空间矢量脉宽调制的扇区，选择对应的电压矢量调节电机的输入电压。
8、具体地，所述转速调节器包括磁通分量pi调节器和转矩分量pi调节器。
9、具体地，所述磁通分量pi调节器和所述转矩分量pi调节器通过零极点对消的方式，所述磁通分量pi调节器使转子磁极方向的电流保持恒定，所述转矩分量pi调节器使转子运动方向电流达到设定值，所述磁通分量pi调节器和所述转矩分量pi调节器的传递函数为：
10、，
11、，
12、其中，μd，ed，kpd，kid分别为转子磁极方向电流的控制量、误差信号、比例增益、积分增益，μq，eq，kpq，kiq分别为转子运动方向电流的控制量、误差信号、比例增益、积分增益。
13、具体地，所述磁通分量pi调节器和所述转矩分量pi调节器采用解耦控制策略，分别对磁通分量和转矩分量进行独立控制。
14、具体地，所述电流控制信号为三相电流，所述静止坐标系为三相静止的垂直分量构成的坐标系，所述旋转坐标系为通过clarke变换和park变换的两相同步旋转坐标系。
15、具体地，所述空间矢量脉宽调制通过将所述电压矢量的作用时间转换为比较器的比较值，将所述比较值写入寄存器并生成pwm脉冲，通过所述pwm脉冲生成实际的三相电压输出。
16、具体地，所述参考模型基于电机的电压模型通过积分反电动势来计算磁链，所述参考模型的输出为电机的额定反电动势线有效值除以额定电流有效值和极对数；所述可调模型基于电流模型，包含发电机的转子电阻，所述可调模型的输出的磁链值由反电动势幅值除以电角频率产生。
17、一种基于磁通控制的电机自适应矢量控制方法的自适应控制系统，包括：外部输入信号采集模块、精确优化模块、转速pi调节模块、控制输出模块
18、所述外部输入信号采集模块用于通过检测电路检测电机的电压和电流信号，并通过模数转换器将所述电压信号和所述电流信号转化为电压数据和电流数据；
19、所述精确优化模块用于构建参考模型、可调模型，通过所述参考模型对所述电压数据进行计算得到性能指标，通过所述可调模型对所述电流数据进行计算得到磁链值，根据所述磁链值和所述性能指标得到偏差；
20、所述转速pi调节模块用于通过转速调节器根据所述磁链值和所述偏差输出电流控制信号，将所述电流控制信号转化为两相电流，将所述两相电流的静止坐标系换为旋转坐标系，根据所述旋转坐标系得到所述电流控制信号对应的转子磁链方向角；
21、所述控制输出模块用于通过电机转子弧度特性和所述转子磁链方向角计算转子位置，并根据所述转子位置通过转速观测器获取实时电机转速，将所述两相电流逆变换为三相电流，通过执行器根据所述三相电流对应的控制信号调节电机的输入电流；根据所述性能指标在空间矢量脉宽调制的扇区，选择对应的电压矢量调节电机的输入电压。
22、本发明的有益效果为：
23、在pi调节过程中将三相电压转换为两相电压，从而减少计算复杂度，将旋转的坐标系转换为静止的坐标系，从而简化电机控制算法；通过转速观测器实时监测电机的转速，并分析电机的反电动势或电流信号来实现，确保电机能够准确地进行速度控制；基于无传感器矢量控制使得异步电机能够实现转矩与磁通的解耦准确控制，有效地解决了高阶、非线性、强耦合的控制难题，并一定程度上提高了系统的带载能力与动静态性能。
1.一种基于磁通控制的电机自适应矢量控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁通分量pi调节器和所述转矩分量pi调节器采用解耦控制策略，分别对磁通分量和转矩分量进行独立控制。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电流控制信号为三相电流，所述静止坐标系为三相静止的垂直分量构成的坐标系，所述旋转坐标系为通过clarke变换和park变换的两相同步旋转坐标系。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空间矢量脉宽调制通过将所述电压矢量的作用时间转换为比较器的比较值，将所述比较值写入寄存器并生成pwm脉冲，通过所述pwm脉冲生成实际的三相电压输出。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考模型基于电机的电压模型通过积分反电动势来计算磁链，所述参考模型的输出为电机的额定反电动势线有效值除以额定电流有效值和极对数；所述可调模型基于电流模型，包含发电机的转子电阻，所述可调模型的输出的磁链值由反电动势幅值除以电角频率产生。
6.一种应用权利要求1所述的基于磁通控制的电机自适应矢量控制方法的自适应控制系统，其特征在于，包括：外部输入信号采集模块、精确优化模块、转速pi调节模块、控制输出模块
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5中任一所述的基于磁通控制的电机自适应矢量控制方法。
8.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-5中任一所述的基于磁通控制的电机自适应矢量控制方法。
