一种永磁同步电动舵机系统弱磁控制方法，提取电机直轴和交轴的电压饱和量，基于电压反馈的电流补偿弱磁分配策略对电流环进行补偿，实现永磁同步电机弱磁升速。本技术针对导弹一次性消耗的特点，实现了舵机系统在功率富余情况下的弱磁增速，提高了舵机系统的高频动态响应速度。 权利要求书
1.一种永磁同步电动舵机系统弱磁控制方法，其特征在于，包含以下步骤：提取电机直轴和交轴的电压饱和量，基于电压反馈的电流补偿弱磁分配策略对电流环进行补偿，实现永磁同步电机弱磁升速；
所述的电机直轴和交轴的电压饱和量为：
其中，Ud、Uq分别为电机直轴d轴和电机交轴q轴电流积分形成的电压量，Udc为逆变器直流侧供电电压；k为可调参数；
电机直轴电流补偿量：
电机交轴电流补偿量：
其中，is为电机速度环输出的电流量。
技术说明书
永磁同步电动舵机系统弱磁控制方法
技术领域
本技术涉及电动舵机伺服系统的电机控制技术领域，尤其涉及一种永磁同步电动舵机系统弱磁控制方
法。
背景技术
现如今战术武器电动舵机系统普遍采用直流电机、无刷直流电机作为执行机构，传统舵机用无刷直流电机系统位置-电流双闭环加“伪速度环”的控制方式。传统的最大转矩电流比(id＝0)控制方案，由于逆变器直流侧电压限制，存在积分饱和，当轻负载运行时电机转速最大为额定转速，功率有富余，对于弹用舵系统能源一次性消耗的特点来说，此时的富余功率是浪费的，无法最大限度利用弹上能源。
技术内容
本技术提供一种永磁同步电动舵机系统弱磁控制方法，针对导弹一次性消耗的特点，实现了
舵机系统在功率富余情况下的弱磁增速，提高了舵机系统的高频动态响应速度。
为了达到上述目的，本技术提供一种永磁同步电动舵机系统弱磁控制方法，包含以下步骤：提取电机直轴和交轴的电压饱和量，基于电压反馈的电流补偿弱磁分配策略对电流环进行补偿，实现永磁同步电机弱磁升速；
所述的电机直轴和交轴的电压饱和量为：
其中，Ud、Uq分别为电机直轴d轴和电机交轴q轴电流积分形成的电压量，Udc为逆变器直流侧供电电压；k为可调参数；
电机直轴电流补偿量：
电机交轴电流补偿量：
其中，is为速度环输出的电流量。
与现有技术相比，本技术有以下优点：
1、考虑了弹用能源一次性消耗，无需回收的特殊性，充分利用了弹上能源。
2、挖掘了永磁同步电动舵机系统的潜能，拓宽了电动舵机系统的转速限制。
3、实现了电动舵机在普通区域与弱磁恒功率区域的平滑切换。
4、改善了弹用电动舵机系统在轻负载情况下的能源利用率，提升了电动舵机系统的动态响应速度。
附图说明
图1是表贴式永磁同步电机矢量电流轨迹。
图2是电压反馈弱磁控制框图。
图3是采用弱磁控制方法后的转速波形。
图4是采用弱磁控制方法后的电流波形。
具体实施方式
以下根据图1～图4，具体说明本技术的较佳实施例。
表贴式永磁同步电机(SPMSM)具有体积小、质量转矩比大、控制精度高的特点，非常适合现代航天工业对电机系统轻质小型化的要求，尤其是适合高精度电动舵机伺服控制领域。
本技术提供一种永磁同步电动舵机系统弱磁控制方法，包含以下步骤：当电机转速超过电机额定最高转速时，提取电机直轴和交轴的电压饱和量，基于电压反馈的电流补偿弱磁分配策略对电流环进行补偿，实现永磁同步电机弱磁升速。
具体来说，永磁同步电机的弱磁控制思想来源于他励直流电动机的弱磁增速。但是由于在永磁同步电机中，转子磁场是由永磁体产生，只能通过增加定子直轴的去磁分量来模拟他励直流电机的励磁电流，从而实现弱磁增速。
特别的，表贴式永磁同步电机凸极率接近于1(ρ＝1)，故可认为直轴d轴电感等于交轴q轴电感，Lq＝Ld。
其中，ω为电机转速；u为逆变器直流侧电压；ρ为电机凸极率；Ld为电机d轴等效电感；Lq 为电机q轴等效电感；id为电机d轴等效电流；iq为电机q轴等效电流；ψf为电机永磁体磁链。
由上式(1)可知，当电动机端电压达到逆变器输出电压的极限值时，即u＝umax，且电感与磁链基本保持不变时，要想继续提高转速，可以采取以下两种方式：
1、增加电机的直轴电流id，使直轴产生去磁分量，且满足Ldid+ψf≥0(id<0)；
2、减少电机的交轴电流iq。
但由于电动机的相电流满足电流极限圆的关系，上述两种方法无法完全独立使用，即在增加直轴去磁分量电流时，相应的需要减小交轴电流分量。这两种方式相互配合，确保电机电流矢量运行在电流极限圆内，以获得“弱磁”增速效果。
其中，umax为电机提供的最大电压；imax为电机速度环输出的最大电流；ω为电机转速。
式(2)为永磁同步电机矢量控制的电压极限椭圆与电流极限圆方程，由此可得到表贴式永磁同步电机矢
量电流轨迹如图1所示，由于表贴式永磁同步电动舵机的特殊性，此时电压极限椭圆变为电压极限圆。以给定转速指令超过额定转速为例进行说明。当电机从静止开始启动，在d轴电流id＝0的控制模式下，转速逐渐达到额定转速ω1，此时电机工作点为图中点A，A点为表贴式永磁同步电机电流极限圆与电压极限圆的交点，对应的定子电压和电流都已达到了极限值。此时，电动机的转矩Te1为电动机在额定转速下可以输出的最大电磁转矩，Te1＝1.5npψfiq1≥TL，其中np为电机极对数、iq1为此转速下q轴的输出电流，TL为电机所需负载力矩。由于给定转速ω2大于额定转速，如果仍然使用id＝0控制方式，图中最大转矩/电流比轨迹在B点与电压极限圆相交，此时对应的电磁转矩为Te2＝1.5npψfiq2<TL，输出电磁力矩小于负载力矩，无法维持给定转速，故实际上此工作点并不存在。为了在满足输出电磁转矩大于负载力矩的前提下，达到给定转速，将工作状态从B点移到C点处，进入弱磁
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