CN108964556A - 用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，其包括以下步骤：检测所述永磁式同步电机侧实际运行时产生的电枢三相电流；基于所述电枢三相电流和转子速度的估计值通过类锁相环对所述永磁式同步电机的转子电角速度进行估计；基于所述电枢三相电流和估计转子角速度采用改进的模型参考自适应系统对转子磁链和定子电阻进行不断地修正和估计；基于所述估计的转子角速度、所述三相电流、所述估计的转子磁链和定子电阻产生估计的前馈定子电压；基于所述前馈定子电压来控制所述永磁式同步电机的逆变器的输出，以进行所述电机的转矩控制。

Description

用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制装置

技术领域

本发明涉及电机控制领域，具体说涉及用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制装置。

背景技术

永磁式同步电机PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor，简称PMSM)的工作原理是，定子的三相绕组中通入三相对称电流，转子则由永磁体产生基本恒定的静止磁场。在定子三相对称绕组中通入三相交变电流时，将在气隙中产生旋转磁场。若转子磁场的磁极对数与定子磁场的磁极对数相等，转子磁场因受定子磁场磁拉力作用而随定子旋转磁场同步旋转，即转子以等同于旋转磁场的速度、方向旋转。

在设计永磁式同步电机驱动系统PMSM时，系统的转矩变化率可按照线性曲线和非线性曲线进行控制。通常大多选择线性曲线，线性曲线一般是将转矩变化率设置为时间的函数，如图1所示。线性函数关系处理起来比较简单，但是系统加速性偏慢，很难满足系统在快速起步、快速加速和有效能量回馈。而非线性曲线的种类很多，但大多处理过程复杂计算量过大，系统响应特性较差。

由于永磁式同步电机PMSM的控制工况复杂，环境恶劣，当设定电流较大，且处于深度弱磁时，如果转矩变化率太快，很容易导致实际电流无法跟踪设定电流，使电流调节器迅速饱和，导致电流失控。一旦电流失控，电机及其控制器将有可能出现超速、过流、直流母线电压升高等故障。因此，永磁式同步电机PMSM的稳态控制一直是本领域研究的重点。

无速度传感器控制技术的发展始于常规带速度传感器的传动控制系统，解决问题的出发点是利用检测的定子电压、电流等容易检测到的物理量进行速度估计以取代速度传感器。重要的方面是如何准确地获取转速的信息，且保持较高的控制精度，满足实时控制的要求。无速度传感器的控制系统无需检测硬件，免去了速度传感器带来的种种麻烦，提高了系统的可靠性，降低了系统的成本；而另一方面，由于不使用检测元件，因此使得系统的体积小、重量轻，而且减少了电机与控制器的连线，使得采用无速度传感器的异步电机的调速系统在工程中的应用广泛。

然而，在大多数基于反电动势的无传感器的控制中，同步电机的稳态模型只是作为参考。因此，在低速区里，当参数或负载条件有变化时，系统不能保持稳态。由于定子电阻和转子磁链随着温度的变动而变化，无传感器系统在低速运转时，需要防止磁的饱和与老化、保持系统的鲁棒性和精准地估算参数的值。

在定子前馈电压估计法中，针对永磁同步电机在旋转dq坐标系中的电压电流关系模型，在稳态时采用近似线性化方法，基于电机参数和电流给定值估计出用于前馈控制的定子电压。方程描述如下：

然而，定子前馈电压估计依赖于电机参数，在低速时系统对多个参数的变化非常敏感，因而容易引起振动。

还可以通过采用滑模观测器来对系统的参数进行状态估计。滑模观测器是指根据系统的外部变量(输入变量和输出变量)的实测值得出状态变量估计值的一类动态系统，也称为状态重构器。然而，采用滑模观测器的系统的扰动估计噪声比较大，在实际应用时需要增加额外的滤波器。

因此，目前需要提供一种在电机尤其是处于低速情况下用于驱动永磁同步电机的无传感器控制系统仍然具有很高的稳定性能的技术方案。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，所述方法包括以下步骤：

检测所述永磁式同步电机侧实际运行时产生的电枢三相电流；

基于所述电枢三相电流和转子速度的估计值通过类锁相环对所述永磁式同步电机的转子电角速度进行估计；

基于所述电枢三相电流和估计转子角速度采用改进的模型参考自适应系统(Model Reference Adaptive System，简称为MRAS)对转子磁链和定子电阻进行不断地修正和估计；

基于所述估计的转子角速度、所述三相电流、所述估计的转子磁链和定子电阻产生估计的前馈定子电压；

基于所述前馈定子电压来控制所述永磁式同步电机的逆变器的输出，以进行所述电机的转矩控制。

根据本发明的一个实施例，优选的是，在基于所述电枢三相电流通过类锁相环对所述永磁式同步电机的转子电角速度进行估计的步骤中，还包括以下子步骤：

将估计输出的所述转子电角速度的值进行低通滤波后作为所述转子速度的估计值反馈到所述类锁相环的输入；

将设定的转子速度和所述转子速度的估计值一起作为输入进行第一次比例积分调节形成q轴给定电流；

将所述q轴给定电流与实际检测到的q轴实际电流进行差分后得到误差分量，对所述误差分量继续进行第二次比例积分调节以得到所述电子角速度的估计值。

根据本发明的一个实施例，在用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法中，所述改进的模型参考自适应系统的方程由前馈线性模型和非线性反馈分量组成：

其中，R_s和是所述定子电阻的估计值和所述转子磁链的估计值，其作为所述模型参考自适应模型MRAS的输出在所述自适应模型MRAS中不断更新，使得估计的d轴电流i_d和q轴电流i_q值分别是：

其中，G是观测增益矩阵，G1和G2是G矩阵的系数，它保证前馈线性模型是正实数。

在本发明的用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法中，优选的是，在类锁相环的转速估计过程中，q轴给定电流和q轴实际电流之间的误差校正量通过以下数学模型表示：

通过同时求解所述非线性反馈分量和前馈线性模型来获得所述误差校正量，在所述误差校正量数学模型中，Rs和的自适应方程如下：

其中分别为估计电阻的比例调节系数、估计电阻的积分器调节系数、估计转子磁链的比例调节系数、转子磁链的积分器调节系数、初始估计定子电阻和转子磁链。

在本发明的用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，优选的是，在基于所述估计的转子角速度、所述三相电流、所述估计的转子磁链和定子电阻产生估计的前馈定子电压的步骤中，所述前馈定子电压通过以下改进的前馈定子电压方程得到：

其中，ΔV是针对d轴给定电流经过比例积分调节的输出，ωe，表示点角速度是针对q轴给定电流的比例积分调节的输出。

根据本发明的用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，优选的是，在[0.01-1]范围内选择比例积分调节器的参数以消除最小化稳态误差。

根据本发明的用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，优选的是，在所述模型参考自适应系统中，通过对所述转子磁链的估计值、所述定子电阻进行一阶滤波，以抑制所述转子磁链估计值的升高和减小由所述定子电阻估计引起的畸变。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制装置，所述装置包括：

检测单元，其用以检测所述永磁式同步电机侧实际运行时产生的电枢三相电流；

类锁相环转子电角速度估计单元，其用以基于所述电枢三相电流和转子速度的估计值通过类锁相环对所述永磁式同步电机的转子电角速度进行估计；

模型参考自适应MRAS估计单元，其用以基于所述电枢三相电流和估计转子角速度采用改进的模型参考自适应系统对转子磁链和定子电阻进行不断地修正和估计；

前馈定子电压估计单元，其用以基于所述估计的转子角速度、所述三相电流、所述估计的转子磁链和定子电阻产生估计的前馈定子电压；

控制输出单元，其用以基于所述前馈定子电压来控制所述永磁式同步电机的逆变器的输出，以进行所述电机的转矩控制。

本发明的有益效果是：采用本发明的模型参考自适应方法可以减少由于定子前馈电压估计法驱动的PMSM中参数变动的不利影响，同时采用类似锁相环的速度估计法消除了转速估计中的短暂振动。通过本发明的实施可以使得无传感器的PMSM的控制与异步电动机的电压/频率控制法相似，可以实现零速启动。此外，本发明的方法在低速和参数失谐的条件下具有比滑模观测器更好的稳定性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1显示了现有技术中采用线性转矩变化率进行转矩控制的曲线图；

图2显示了采用速度传感器的永磁同步电机PMSM的控制框图；

图3显示了根据本发明的一个实施例采用模型参考自适应系统MRAS的无传感器的永磁同步电机PMSM的控制原理图；以及

图4显示了基于模型参考自适应MRAS多参数估计方法的前馈电压估计原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明实施例作进一步地详细说明。

在使用空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，简称为SVPWM)的PMSM控制系统中，由于实际环境中存在系统非线性、电机参数随负载及温度变化、速度传感器安装误差、电流采样误差等因素，永磁同步电机PMSM在零速或极低速时存在转子扰动的问题，为了解决转子扰动问题，现有技术方案通常为电机处于零速或极低速时设定一个独立的状态(低速小转矩状态)，一旦判定电机处于该状态就在控制系统中启用一个脉冲及指令封锁单元来消除此扰动。

但是，这种方案会带来一个问题，即电机必然存在一个由低速小转矩状态到脱离该低速小转矩状态的切换，这个切换点会引起瞬间的电流尖峰，电流尖峰的大小具有一定的随机性，受到切换点时上述因素的影响，如果电流尖峰过大，会引起电机在切换点比较明显的抖动。

图2显示了针对PMSM在基速以下采用最大转矩电流比控制和基速以上弱磁控制相结合的矢量控制策略的控制框图。

如图所示，该控制结构包括检测单元、变换单元以及转矩调节单元。

检测单元，即图中框内指示的电流检测模块、速度检测模块和位置检测模块，以实时检测电机运行时的电枢三相电流、转速和位置。永磁同步电机需要检测出转子的实际空间位置，通过电机上的旋转变压器检测转子的实际位置，系统才能决定电机控制器的通电方式、控制模式以及输出电流的幅值和相位，以保证永磁同步电机正常工作。

变换单元主要包括Clark变换模块和Park变换模块。本发明基于Clark－Park变换将所检测的电枢三相电流转换为电机交直轴电流并计算对应的交直轴电压。

在交流永磁同步电机PMSM高精度控制器算法中，CLARK-PARK变换和空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，简称为SVPWM)运算是必须的。其中，Clark转换用于将一个三相系统修改成两个坐标系统。而Park转换是将双向静态系统转换成转动系统矢量Park转换，其为现在占主流地位的交流电机分析计算时的基本变换。

就数学概念而言，Park变换便是从abc坐标变换到dqo坐标的坐标变换。换句话说，将磁链a、磁链b、磁链c上的电压u_a、u_b、u_c和电流i_a、i_b、i_c这些量都变换到dqo坐标中。经过park变换可将定子上的i_a，i_b，i_c三相电流投影等效到交直轴d、q轴上。对于稳态来说，等效之后的iq，id正好就是一个常数了。这样，观察点便从定子转移到了转子上，因此只需关心等效之后的直轴和交轴所产生的旋转磁场。

通过测量和控制电动机定子的电流矢量，根据磁场定向原理，将定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(i_q，也称为励磁电流或直轴电流)和产生转矩的电流分量(i_d，也称为转矩电流或交轴电流)。分别对电机的励磁电流和转矩电流分量的幅值和相位进行控制，从而控制电机转矩。永磁同步电机的转子是永磁体，其磁场是通过永磁体励磁，在对其转矩进行控制时，若采用基于转子磁场定向的矢量控制，转子磁场的位置就是永磁体磁场位置。

因此，在转矩设定的情况下，只要最优配置d轴和q轴电流分量，便可使定子电流最小，即单位电流下转矩输出最大，从而减小电机铜损耗，提高运行效率，从而使整个系统的性能得到优化。

其中，最大转矩电流比控制也即控制i_d以追求最大转矩。在产生要求的转矩控制情况下，只需要最小的定子电流，从而使损耗下降，有利于控制器开关器件工作，提高效率。

在如图2所示的控制结构中，还包括转矩调节单元，其基于调制系数Mindex的值所处的范围来以不同的转矩变化率分段调节输出的转矩，其中，调制系数与交直轴电压或交直轴电流的矢量有关。

PMSM的电流电压矢量的幅值如下所示：

根据本发明的一个实施例，可定义调制系数Mindex如下：

其中，Us为电机旋转磁场产生的交直轴电压矢量，Udc为所采集的直流母线电压。图2中显示的是输入SVPWM的电压。

根据本发明，在基速下采用最大转矩电流比控制，在基速以上采用弱磁控制。因此，需要确定基速对应的调制系数的阈值。

优选的是，该转矩调节单元还包括目标转矩电流计算模块、弱磁判断/励磁电流计算模块、前馈电压计算模块和交直轴电压计算模块。

目标转矩电流计算模块根据控制器发来的目标转速或者设定转矩的指令得到电流设定值。

下面介绍电流设定值的计算。

电机的电磁转矩方程如下所示：

T_e＝n_p[ψ_fi_q-(L_d-L_q)i_di_q] (6)

式中：n_p为电机极对数，L_d为电机直轴电感，L_q为电机交轴电感，i_d为电机直轴电流，i_q为电机交轴电流，ψ_f为电机永磁磁链，其为一定值。

最大转矩最小电流控制算法是根据电机的电磁转矩方程满足定子电流的条件极值下推导出的，即永磁同步电机的电流应该满足：

最大转矩最小电流控制方式下交、直轴电流之间的关系如下所示：

根据系统设定转矩，利用式(6)和式(8)便可以获得最大转矩电流比控制时所需的交、直轴电流的设定值。

优选的是，经过Clark-Park变换后的交直轴电流还经过了PID调节。如图所示，PID调节单元用于保证实时测到的交直轴电流能够快速稳定地跟随目标转矩电流计算模块中计算得到的电流设定值。PID调节是比例、积分、微分调节。是用来消除给定电流值与反馈电流值之间的误差。比例调节按比例消除系统的误差，系统一但出现偏差，比例调节立即产生调节作用减小偏差。积分调节使系统消除稳态误差，提高无差度。微分调节反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。可改善系统的动态性能。

本发明的转矩控制原理与上类似，但是在参数输入方面不采用实际采样的速度反馈值(即无传感器的控制)，而是采用估计法，具体说采用模型参考自适应方法进行多参数估计，尤其是速度的估计。

模型参考自适应控制系统是包含有理想系统模型并能以模型的工作状态为标准自行调整参数的适应控制系统，简称模型参考系统。参考模型的输出或状态相当于给定一个动态性能指标，通过比较受控对象及参考模型的输出或状态响应取得误差信息，按照一定的规律(自适应律)来修正实际系统的参数(参数自适应)或产生一个辅助输入信号(信号综合自适应)，从而使实际系统的输出或状态尽量跟随参考模型的输出或状态。参数修正的规律或辅助输入信号的产生是由自适应机构来完成的。

一般地，永磁同步电机的动态和稳态模型可表示为：

在旋转同步坐标系中，永磁同步电动机的定子电压方程：

v_q＝i_qR_s+L_qdi_q/dt+(ω_eL_di_d+ω_eλ_f) (9)

v_d＝i_dR_s+L_ddi_d/dt-ω_eL_qi_q (10)

其中，vd、v_q、i_d、i_q分别为转子坐标系中定子d和q轴电压和电流；Rs是定子绕组电阻；L_d和L_q分别表示d和q轴电感；ωe为转子角速度；而λf是由于永磁体转子磁通而产生的磁链。

对应的稳态形式如下：

v_q＝i_qR_s+(ω_eL_di_d+ω_eλ_f) (11)

v_d＝i_dR_s-ω_eL_qi_q (12)

另外，在前馈定子电压估计中，将定子电压参考v_d ^*和v_q ^*加到PMSM稳态方程作为前馈估计器，原理框图如3所示。

其中，电压方程中的微分项是d轴PI调节器的输出，估计的速度是由q轴PI电流调节器输出的。在图3中，利用空间矢量脉宽调制(SVPWM)对基于前馈定子电压估计的无传感器永磁同步电动机进行矢量控制。在q轴绕组中，用旋转速度或定子电压频率来控制q轴电流。通过忽略微分项，假定真实电流值和参考值相等(i_q＝i_q*、i_d＝i_d*)，能获得q轴电压的幅值(上标*为参考值，^的为估计值)。dq坐标系中给出了根据本发明提出的无传感器的改进前馈定子电压方程：

ΔV是d轴PI电流调节器的输出，ωe是q轴PI电流调节器的输出，也就是电角速度。在q轴电压方程中，增益K乘以ΔV表示在(9)中给出的动态电压方程中微分项的部分。

同理，在(13)中，ΔV项也作为(10)中给出的导数部分，以在无传感器操作中获得更好的瞬态响应。由于v_d*前馈控制是由(10)对磁场定向的假设，这样不重合导致的偏差会使i_d控制器产生一个校正信号。这个信号会在K增益的作用下影响着q轴电压v_q*，也同样影响了i_q，它会导致q轴电流控制器输出变化，以重建正确的磁场定向。最终得到准确的转速。

在稳态运行时，当d轴电流i_d最小化转子磁链误差时，q轴电流的i_q参考值是由速度调节器的输出得到的，并间接控制转矩。转子磁链在定义中是与i_q的变化率成正比的，它被调整为使d轴电流在稳态时等于零。因此，实际的dq轴电压与参考dq轴电压成正比。与感应电机中所用的方法类似，在(9)式中，当id*＝0时，d轴电流调节器输出ΔV和转子磁链在稳态时的关系是

在稳态时ω_e是恒定的，所以转子磁链f与v成比例，近似为

图4中的类锁相环的转子转速和转子角度闭环估计模块，一阶低通滤波器放到q轴PI调节器后，可得转子速度的估计值在类PLL估计模块中加入低通滤波器能提高稳定性。滤波器的时间常数取决于系统的机械特性，会影响无传感器控制方案的动态性能和稳定性。

为了消除无传感器永磁同步电机的定子电阻和转子磁链变化引起的误差，采用了模型参考自适应方法进行多参数估计。定子前馈电压估计中，采用了模型参考自适应参数估计方程。(9)和(10)分别对永磁同步电机参考框架和可调模型进行相应的修改。提出的模型参考自适应系统参数估计模型的整体框图如图4所示。参考模型中加入变量ΔV和kΔV，建立稳态永磁同步电机方程。改进的模型参考自适应系统方程由前馈线性模型和非线性反馈分量组成：

其中R_s和是定子电阻估计值和转子磁链，也分别是自适应性模型的输出。R_s和在闭环系统中的估算模块中更新。因此，估计的电流i_d和i_q值是：

其中G是观测增益矩阵，G1和G2是G矩阵的系数，它保证前馈线性模型是正实数。为了得到当前估计量模型的期望极点，观测增益矩阵应该由对称分量组成。设计的观测器增益矩阵使动态误差能渐进稳定。如果对矩阵的特征值的选取能使误差向量的能足够快的趋于稳定，则误差向量将以适合的速度趋向于零。因此，给出了模型参考自适应电流估计器的误差：

根据波波夫不等式准则，误差和由PI调节器系数来调整。因此，给出了两个误差分量参数：

其中是γ₀ ²正常数。当(17)和(18)共同解出时，误差校正可以写成

误差校正是由以上的数学模型完成的。通过同时求解非线性和前馈线性模型来获得误差校正，在模型中，若需获取估算和参考模型的输出——估算和参考电流值，可以由模型中的式子，既和得出。这里分别给出Rs和的自适应方程：

其中，分别为估计电阻的比例调节系数、估计电阻的积分器调节系数、估计转子磁链的比例调节系数、转子磁链的积分器调节系数、初始估计定子电阻和转子磁链。在式(22)和(23)中，定子电阻和转子磁链估计值可以提供比闭环周期更快的响应。由于大的状态错误在估计周期中不断增长，选择合适的调节器参数对于最小化稳态误差至关重要。在提出的模型参考自适应方法中，可采用低通滤波器克服电机在低速和零穿越情况下的转子磁链估计值的上升，并减小由定子电阻估计引起的畸变效应。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

检测所述永磁式同步电机侧实际运行时产生的电枢三相电流；

基于所述电枢三相电流和转子速度的估计值通过类锁相环对所述永磁式同步电机的转子电角速度进行估计；

基于所述电枢三相电流和估计转子角速度采用改进的模型参考自适应系统对转子磁链和定子电阻进行不断地修正和估计；

基于所述估计的转子角速度、所述三相电流、所述估计的转子磁链和定子电阻产生估计的前馈定子电压；

基于所述前馈定子电压来控制所述永磁式同步电机的逆变器的输出，以进行所述电机的转矩控制。

2.如权利要求1所述的用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，其特征在于，在基于所述电枢三相电流通过类锁相环对所述永磁式同步电机的转子电角速度进行估计的步骤中，还包括以下子步骤：

将估计输出的所述转子电角速度的值进行低通滤波后作为所述转子速度的估计值反馈到所述类锁相环的输入；

将设定的转子速度和所述转子速度的估计值一起作为输入进行第一次比例积分调节形成q轴给定电流；

将所述q轴给定电流与实际检测到的q轴实际电流进行差分后得到误差分量，对所述误差分量继续进行第二次比例积分调节以得到所述电子角速度的估计值。

3.如权利要求2所述的用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，其特征在于，所述改进的模型参考自适应系统的方程由前馈线性模型和非线性反馈分量组成：

其中，R_s和是所述定子电阻的估计值和所述转子磁链的估计值，其作为所述模型参考自适应模型的输出在所述自适应模型中不断更新，使得估计的d轴电流i_d和q轴电流i_q值分别是：

其中，G是观测增益矩阵，G1和G2是G矩阵的系数，它保证前馈线性模型是正实数。

4.如权利要求3所述的用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，其特征在于，在类锁相环的转速估计过程中，q轴给定电流和q轴实际电流之间的误差校正量通过以下数学模型表示：

通过同时求解所述非线性反馈分量和前馈线性模型来获得所述误差校正量，在所述误差校正量数学模型中，Rs和的自适应方程如下：

其中分别为估计电阻的比例调节系数、估计电阻的积分器调节系数、估计转子磁链的比例调节系数、转子磁链的积分器调节系数、初始估计定子电阻和转子磁链。

5.如权利要求4所述的用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，其特征在于，在基于所述估计的转子角速度、所述三相电流、所述估计的转子磁链和定子电阻产生估计的前馈定子电压的步骤中，所述前馈定子电压通过以下改进的前馈定子电压方程得到：

其中，ΔV是针对d轴给定电流经过比例积分调节的输出，ωe表示电角速度，是针对q轴给定电流的比例积分调节的输出。

6.如权利要求5所述的用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，其特征在于，在[0.01-1]范围内选择比例积分调节器参数以消除最小化稳态误差。

7.如权利要求6所述的用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制方法，其特征在于，在所述模型参考自适应系统中，通过对所述转子磁链的估计值、所述定子电阻进行一阶滤波，以抑制所述转子磁链估计值的升高和减小由所述定子电阻估计引起的畸变。

8.一种用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制装置，其特征在于，所述装置包括：

检测单元，其用以检测所述永磁式同步电机侧实际运行时产生的电枢三相电流；

类锁相环转子电角速度估计单元，其用以基于所述电枢三相电流和转子速度的估计值通过类锁相环对所述永磁式同步电机的转子电角速度进行估计；

模型参考自适应估计单元，其用以基于所述电枢三相电流和估计转子角速度采用改进的模型参考自适应系统对转子磁链和定子电阻进行不断地修正和估计；

前馈定子电压估计单元，其用以基于所述估计的转子角速度、所述三相电流、所述估计的转子磁链和定子电阻产生估计的前馈定子电压；

控制输出单元，其用以基于所述前馈定子电压来控制所述永磁式同步电机的逆变器的输出，以进行所述电机的转矩控制。