本发明属于永磁同步电机，涉及一种考虑控制延迟的永磁同步电驱系统电流谐波抑制方法。
背景技术：
1、航空航天、电动汽车、轨道交通等领域中电驱系统对于转矩或电流的控制要求很高。电流谐波作为基波频率倍数次叠加在基波电流上，系统响应后导致输出转矩或转速脉动明显，使得电机控制性能变差，而且谐波含量过大还会导致电机发热、效率下降，以电动汽车为例，将会增加电耗，严重影响续航。所以研究电流谐波的提取与抑制十分重要。
2、目前，对于电流谐波的抑制方法主要分为：本体设计优化和软件电流谐波抑制策略。本体设计优化主要通过改变电机结构提高气隙磁场的正弦度，受工艺加工和逆变器非线性特性的限制，无法根本上消除电流谐波。软件电流谐波抑制算法的研究中，大多研究采取电流谐波在线提取并抑制，有学者提出利用各次谐波角频率不同，原始相电流经坐标变换至各次同步旋转坐标系下，借助低通滤波器可得到各次电流谐波直流量，通过pi谐波电流环可完成谐波抑制。但低通滤波器的使用无法兼顾系统的快速响应和电流谐波准确提取。也有学者提出改进传统低通滤波环节为包含重复控制的闭环电流谐波检测方法，然而这种谐波提取使整个控制变得复杂且具有参数依赖性，无法忽略掉环路中滤波器的延时效应。更有学者提出不需要在线提取电流谐波，而在基于无差拍控制在同步旋转坐标系中按照梯度下降法自适应注入电流谐波参考值，无需提取电流谐波值，可有效消除由非理想因素引起的电流谐波，但其中自适应增益的选取易导致系统失稳，实际使用受参数影响大。可见，当前电流谐波的在线提取无论怎样更改结构，都避免不了使用低通滤波器，或存在计算量大、参数变化影响稳定性的弊端，亟待开展同时具有快速响应和精确提取的电流谐波提取与抑制方法的研究。
3、基于以上背景，本发明针对传统低通滤波提取电流谐波存在延时效应和残余交流量的问题，提出一种重构虚拟多相电机提取各次电流谐波与谐波电流抑制的pi参数设计方法。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种考虑控制延迟的永磁同步电驱系统电流谐波抑制方法，实现永磁同步电机电流谐波准确无延时提取，在低开关频率下，完成电流谐波的抑制。
2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、考虑控制延迟的永磁同步电驱系统电流谐波抑制方法，该方法包括以下步骤：
4、s1：对于三相永磁同步电机的基波和低次谐波经过矢量空间分解变换后映射所在的空间，分析本身三相电机系统对于电流谐波的分解能力；
5、s2：分析得出三三相电机能够使基波电流、5次电流谐波和7次电流谐波映射到互相独立的子空间中，将单三相永磁同步电机虚构为三三相永磁同步电机不借助低通滤波器来提取各次电流谐波；对电机原始相电流分别移相20°和40°得到三三相电机系统，iabc代表电机原始相电流，ianbncn代表虚构三三相电机第n套绕组相电流，n＝1,2,3；
6、三三相电机指的是三三相九相电机。
7、s3：记录转子位置角与相电流值，进行移相重构为：
8、s31：记录n组转子电角度θe和相电流ia，确定期望相电流相位θ*＝θe-π/x，j＝1，δθmin＝π，jmin＝n；
9、s32：δθ＝θ*-θe(j)，判断是否j<n；若是，则进入s331；若否，则进入s332；
10、s331：判断是否δθ<δθmin，若是，则进入s3311；若否，则进入s3312；
11、s332：判断是否θ*＝θe(jmin)，若是，则进入s3321；若否，则进入s3322；
12、s3311：δθ＝δθmin，jmin＝j，j＝j+1；返回s32；
13、s3312：δθmin不变，j＝j+1；返回s32；
14、s3321：ia1＝ia(jmin)，ib1＝ib(jmin)；结束；
15、s3322：由jmin前后两点确定斜率k，ia1＝ia(jmin)+k(θ*-θe(jmin))；结束；
16、s4：由5次电流谐波和7次电流谐波的正负序关系，考虑控制延迟在谐波数学模型中的影响，重构5次谐波电流环和7次谐波电流环模型；利用电流闭环的系统传递函数画出相应伯德图，分析系统动态响应和稳定性；分析得出控制延迟的考虑，随着基频的增加，响应带宽减小，响应变慢，且7次谐波电流环路受pi调节器的比例参数kp的选取影响，导致系统失稳，考虑控制延迟的影响来设计pi参数；
17、s5：由谐波电流环模型，忽略角度延迟，只考虑时间延时；
18、对于5次谐波电流的抑制，时延环节gd(s)＝e-std作为非线性环节，进行代入系统做参数设计，利用二阶pade表示为：
19、
20、只考虑时延环节和被控对象时，系统开环传递函数表示为：
21、
22、通过绘制伯德图，保证系统相位裕度为45°时，通过降低相位裕度提高系统响应带宽，选取pi控制器的比例系数kp；定义比例系数kp与积分系数ki的比值关系为τi＝kp/ki＝0.01，通过单独绘制pi控制器的伯德图，选取对于系统相位延迟影响较低的τi，确定谐波抑制电流环的pi参数。
23、本发明的有益效果在于：
24、(1)本发明提出的电流谐波提取方法只需要消耗控制器的存储空间，能够不借助低通滤波器来提取各次电流谐波，各次电流谐波之间互不影响。
25、(2)本发明分析了考虑控制延迟影响下谐波电流闭环控制系统的动态响应和稳定性，得出谐波电流环闭环控制系统与电流基频和比例系数有关，随基频上升，系统动态响应降低，且7次谐波电流闭环控制系统易失稳，需要考虑控制延迟的影响来设计pi参数。
26、(3)本发明绘制了考虑延迟影响后系统传递函数伯德图，利用图形法保证相位裕度的前提下提高响应带宽，分别选取了定义比例系数kp与积分系数ki。
27、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
1.考虑控制延迟的永磁同步电驱系统电流谐波抑制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
