[發(fā)明專利]一種表貼式永磁同步電機(jī)的參數(shù)實(shí)時(shí)修正方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210798401.0
• 申請(qǐng)日: 2022-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN115133832A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張碩;解傳勛;譚平;李雪萍;董岳林;宿玉康;張承寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/14
• 分類號(hào): H02P21/14;H02P21/22;H02P6/28;H02P25/026;H02P27/08
• 代理公司: 北京市誠(chéng)輝律師事務(wù)所 11430
• 代理人: 楊帥峰;岳東升

本發(fā)明提供了一種表貼式永磁同步電機(jī)的參數(shù)實(shí)時(shí)修正方法，能夠利用實(shí)時(shí)采集電機(jī)運(yùn)行中的電流，實(shí)時(shí)地對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正，取代了現(xiàn)有技術(shù)中如采用擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器等的復(fù)雜補(bǔ)償方式，直接對(duì)參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)。方法中不需要一直進(jìn)行運(yùn)算，僅需要在參數(shù)失配發(fā)生時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的參數(shù)修正，失配一旦消除電流響應(yīng)恢復(fù)正常后，可立即中止計(jì)算。由此該方法通過極為簡(jiǎn)便與小運(yùn)算量的技術(shù)手段，顯著提高了系統(tǒng)的抗干擾性和魯棒性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于永磁同步電機(jī)電流控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種表貼式永磁同步電機(jī)參數(shù)實(shí)時(shí)修正技術(shù)。

背景技術(shù)

永磁同步電機(jī)的參數(shù)失配現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致電流產(chǎn)生靜態(tài)誤差、震蕩、超調(diào)等響應(yīng)品質(zhì)下降的問題，并會(huì)進(jìn)一步反映到電機(jī)運(yùn)行上，具體的表現(xiàn)主要為運(yùn)行中發(fā)生較大轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，最終導(dǎo)致電機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能極度惡化，因此如何解決參數(shù)失配是目前電機(jī)控制中一個(gè)非常重要的技術(shù)問題。對(duì)于此技術(shù)問題，現(xiàn)有技術(shù)中大多采用的是無(wú)參數(shù)化控制，即用電機(jī)采集到的實(shí)時(shí)值來(lái)代替電機(jī)參數(shù)的使用。譬如文獻(xiàn)《Improved Model Predictive CurrentControl for SPMSM Drives with Parameter Mismatch》中運(yùn)用采集到的不同時(shí)刻的電流值，對(duì)電流方程進(jìn)行了重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)參數(shù)化預(yù)測(cè)控制。然而這種方法運(yùn)算量較大，而且重構(gòu)出的新的參數(shù)需要不斷運(yùn)算，使得系統(tǒng)的運(yùn)算負(fù)擔(dān)較大。而在文獻(xiàn)《TransientPerformance Improvement of Deadbeat Predictive Current Control of High-SpeedSurface-Mounted PMSM Drives by Online Inductance Identification》中雖然提出了一種較為簡(jiǎn)易的電感修正方法，但此方法只有在參考電流變化時(shí)才能進(jìn)行一次修正，修正的可靠性還有待加強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，針對(duì)上述本領(lǐng)域中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種表貼式永磁同步電機(jī)的參數(shù)實(shí)時(shí)修正方法，具體包括以下步驟：

步驟一、實(shí)時(shí)采集當(dāng)前k時(shí)刻永磁同步電機(jī)的三相電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子位置角數(shù)據(jù)，并進(jìn)行坐標(biāo)變換得到d、q軸電流；

步驟二、建立永磁同步電機(jī)的無(wú)差拍控制模型，并利用實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)對(duì)k+1時(shí)刻的d、q軸電流進(jìn)行預(yù)測(cè)；在參數(shù)失配情況下，基于多個(gè)采樣周期內(nèi)的相同時(shí)刻q軸參考電流i_q與實(shí)際產(chǎn)生的q軸電流之間的靜態(tài)誤差，對(duì)電機(jī)永磁體磁鏈參數(shù)執(zhí)行以下修正：

式中，表示修正前的電機(jī)永磁體磁鏈，表示經(jīng)過修正后的電機(jī)永磁體磁鏈，α為修正系數(shù)，L_s為電機(jī)電感，R為電機(jī)定子繞組的阻值，ω_e為電機(jī)的電角速度，T_s為采樣周期；

步驟三、根據(jù)步驟二中預(yù)測(cè)得到的k+1時(shí)刻d、q軸電流和以及參考電流，計(jì)算k+1時(shí)刻需要施加的d軸電壓U_d(k+1)，并對(duì)電機(jī)電感參數(shù)執(zhí)行以下修正：

式中，表示修正前的電機(jī)電感，表示經(jīng)過修正后的電機(jī)電感，β為修正系數(shù)；

其中，

式中，i_d(k+1)、i_q(k+1)分別為k+1時(shí)刻的d、q軸參考電流，i_d(k+2)為k+2時(shí)刻的d軸參考電流，為k+2時(shí)刻實(shí)際產(chǎn)生的d軸電流；

步驟四、將實(shí)時(shí)修正后的電機(jī)永磁體磁鏈與電感參數(shù)替換所述永磁同步電機(jī)的無(wú)差拍控制模型中的相應(yīng)參數(shù)，繼續(xù)預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的d、q軸電流，并基于SVPWM調(diào)制計(jì)算需要施加的d、q軸電壓。

進(jìn)一步地，步驟二中建立的無(wú)差拍控制模型，具體基于以下永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型：