[發(fā)明專利]一種用于永磁同步電機(jī)參數(shù)自識(shí)別算法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211515464.7
• 申請(qǐng)日: 2022-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN116131695A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張善交;曹振興;黃佳;畢亮亮;陳廣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南航天機(jī)電設(shè)備與特種材料研究所
• 主分類號(hào): H02P21/14
• 分類號(hào): H02P21/14;H02P25/022
• 代理公司: 長(zhǎng)沙朕揚(yáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 陳云楓

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于永磁同步電機(jī)參數(shù)自識(shí)別算法及系統(tǒng)，該方法針對(duì)當(dāng)前永磁同步電機(jī)廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域的趨勢(shì)，使伺服電機(jī)控制器具有參數(shù)辨識(shí)功能成為系統(tǒng)迫切需求。本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：通過對(duì)初始U相角度辨識(shí)、電機(jī)極對(duì)數(shù)辨識(shí)、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)、電極電感辨識(shí)、電機(jī)相電阻辨識(shí)能夠保證控制電機(jī)性能的穩(wěn)定性，并結(jié)合工程實(shí)際對(duì)必要參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，使得控制器具有更廣的適應(yīng)性，降低控制器的調(diào)試時(shí)間，以及增加控制器的通用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于永磁同步電機(jī)參數(shù)自識(shí)別算法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近十年來，永磁同步電機(jī)因其控制精度高、響應(yīng)速度快、功率密度大等特點(diǎn)使得它在交流伺服系統(tǒng)逐漸脫穎而出，并成為伺服系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)用的主流電機(jī)，其應(yīng)用幾乎遍及社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域；

與此同時(shí)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)的智能化水平都在不斷提升，因此對(duì)永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)也提出了更高的要求。

永磁同步電機(jī)主流控制方法采用矢量控制，主要依賴于電機(jī)參數(shù)的準(zhǔn)確獲知，然而永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)是一個(gè)典型的非線性控制系統(tǒng)，電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)的溫度以及磁飽和程度的變化都將導(dǎo)致永磁同步電機(jī)自身參數(shù)發(fā)生改變，從而影響整個(gè)矢量控制系統(tǒng)的動(dòng)穩(wěn)態(tài)性能，永磁同步電機(jī)的電機(jī)極對(duì)數(shù)辨識(shí)、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)、電極電感、電機(jī)相電阻等電氣參數(shù)一般較難準(zhǔn)確獲知。根據(jù)經(jīng)典控制理論方法可知，永磁同步電機(jī)自身電氣參數(shù)的準(zhǔn)確性會(huì)影響到電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)等PI控制器的比例參數(shù)和積分參數(shù)整定的好壞。良好的控制器自整定參數(shù)能幫助永磁同步電機(jī)矢量控制調(diào)速或者定位過程中擁有更小的超調(diào)量和更快的響應(yīng)能力。永磁同步電機(jī)參數(shù)自識(shí)別主要分為離線參數(shù)自識(shí)別和在線參數(shù)自識(shí)別，離線參數(shù)自識(shí)別是電機(jī)運(yùn)行前對(duì)電機(jī)自身電氣參數(shù)進(jìn)行識(shí)別，在線參數(shù)自識(shí)別是電機(jī)運(yùn)行過程中不斷的對(duì)電機(jī)自身電氣參數(shù)進(jìn)行識(shí)別、更新。在線參數(shù)自識(shí)別計(jì)算量巨大，且當(dāng)參數(shù)辨識(shí)較多時(shí)計(jì)算非常復(fù)雜，對(duì)硬件的要求很高，普通的控制器達(dá)不到理想效果。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于永磁同步電機(jī)參數(shù)自識(shí)別算法及系統(tǒng)，改善控制器的通用性。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于永磁同步電機(jī)參數(shù)自識(shí)別算法，該方法包括以下步驟：

獲取電機(jī)的d軸電流指令、額定相電流峰值、V相固定導(dǎo)占空比的電壓、U相固定占空比電壓、W相固定占空比電壓；

通過d軸電流指令識(shí)別U相角度；

通過d軸電流指令、額定相電流峰值、V相固定占空比電壓、U相固定釘占空比電壓確定電機(jī)極對(duì)數(shù)；

通過電機(jī)在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的反饋電流以及同步機(jī)力矩系數(shù)確定所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

根據(jù)V相固定導(dǎo)占空比的電壓、U相固定占空比電壓、W相固定占空比電壓確定電機(jī)電感；

根據(jù)確定的初始U相角度、電機(jī)極對(duì)數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、電極電感確定電機(jī)性能的穩(wěn)定性。

在上述技術(shù)方案中，通過對(duì)初始U相角度辨識(shí)、電機(jī)極對(duì)數(shù)辨識(shí)、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)、電極電感辨識(shí)能夠保證控制電機(jī)性能的穩(wěn)定性，并結(jié)合工程實(shí)際對(duì)必要參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，使得控制器具有更廣的適應(yīng)性，降低控制器的調(diào)試時(shí)間，以及增加控制器的通用性。

在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述通過d軸電流指令識(shí)別U相角度；具體包括：

給定d軸電流指令為設(shè)定額定工作電流峰值的80％，q軸電流指令為0；所述電機(jī)固定在U相初始位置，讀取U相角獲取初始U相角。

在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述通過d軸電流指令、額定相電流峰值、V相固定占空比電壓、U相固定釘占空比電壓確定電機(jī)極對(duì)數(shù)；具體為：

給定d軸電流指令，額定相電流峰值30％，記錄角度值A(chǔ)1；

給定V相固定占空比70％，給定U相固定占空比電壓40％，給定W相固定占空比電壓40％；