永磁同步電機(jī)交、直軸電感參數(shù)在線辨識方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及一種永磁同步電機(jī)交、直軸電感參數(shù)在線辨識 方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 永磁同步電機(jī)（PermanentMa即etSync虹onousMotor,PMSM)W其結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn) 行可靠、體積小、損耗低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)控機(jī)床、電子電氣領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。永磁同 步電機(jī)參數(shù)對于其應(yīng)用有著重要的影響。通常，永磁同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)，電感參數(shù)變化很大， 合適的永磁同步電機(jī)參數(shù)在線辨識方法對于高精度的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)非常重要。高 斯在預(yù)測天體運(yùn)動軌跡時(shí)提出的最小二乘法，由于具有計(jì)算原理簡單，不需要所估計(jì)變量 的任何統(tǒng)計(jì)特性，因此被廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)參數(shù)辨識，甚至在許多其它參數(shù)辨識方法失效時(shí)， 仍能夠提供比較準(zhǔn)確的辨識結(jié)果；現(xiàn)有的基于最小二乘法實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)參數(shù)的在線辨 識方法是對永磁同步電機(jī)的繞組電阻及交、直軸電感參數(shù)進(jìn)行辨識，其需要進(jìn)行大量的矩 陣計(jì)算，在進(jìn)行矩陣計(jì)算時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中計(jì)算量較大，占用運(yùn)行資源較多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，有必要針對現(xiàn)有的基于最小二乘法實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)參數(shù)的在線辨識方 法中的計(jì)算量較大的問題，提供一種永磁同步電機(jī)交、直軸電感參數(shù)在線辨識方法及系統(tǒng)。
[0004] -種永磁同步電機(jī)交、直軸電感參數(shù)在線辨識方法，包括如下步驟：
[0005] S100,采樣永磁同步電機(jī)在dq坐標(biāo)系下的直軸電壓Ud、交軸電壓U。、直軸電流id、 W及交軸電流i。；
[0006]S200,根據(jù)所述直軸電壓叫、所述交軸電壓U。、所述直軸電流id、W及所述交軸電 流i。，對反電勢系數(shù)和所述永磁同步電機(jī)的相電阻氏取常數(shù)，對最小二乘法進(jìn)行降階處理， 計(jì)算得到所述永磁同步電機(jī)的交軸電感參數(shù)Lg，W及所述永磁同步電機(jī)的直軸電感參數(shù) Ld。
[0007] 較佳地，所述對最小二乘法進(jìn)行降階處理后，得到的基于最小二乘法的降階計(jì)算 模型為：
[0008] Yd似=e d似；
[0009] 0d=hd，Cd]T;
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種永磁同步電機(jī)交、直軸電感參數(shù)在線辨識方法，其特征在于，包括如下步驟： SlOO,采樣永磁同步電機(jī)在dq坐標(biāo)系下的直軸電壓ud、交軸電壓Uq、直軸電流id、以及 交軸電流iq; S200,根據(jù)所述直軸電壓ud、所述交軸電壓IV所述直軸電流id、以及所述交軸電流i,， 對反電勢系數(shù)和所述永磁同步電機(jī)的相電阻Rs取常數(shù)，對最小二乘法進(jìn)行降階處理，計(jì)算 得到所述永磁同步電機(jī)的交軸電感參數(shù)L,，以及所述永磁同步電機(jī)的直軸電感參數(shù)L d。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步電機(jī)交、直軸電感參數(shù)在線辨識方法，其特征在于， 所述對最小二乘法進(jìn)行降階處理后，得到的基于最小二乘法的降階計(jì)算模型為： yd (k) = ε d (k)； Θ d=[bd，cd]T ;
其中，k為當(dāng)前采樣時(shí)刻，k-1為上一采樣時(shí)刻； yd(k)為當(dāng)前采樣所述永磁同步電機(jī)輸出的直軸向量，yq(k)為當(dāng)前采樣所述永磁同步 電機(jī)輸出的交軸向量； Θ d為所述永磁同步電機(jī)的直軸電感參數(shù)向量，Θ q為所述永磁同步電機(jī)的交軸電感參 數(shù)向量；
Ts為采樣時(shí)間，Is為所述永磁同步電機(jī)的相電阻艮的最小二乘估計(jì)，為所述永磁同 步電機(jī)的電角速度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁同步電機(jī)交、直軸電感參數(shù)在線辨識方法，其特征在于， 所述步驟SlOO包括如下步驟： S110,控制電流環(huán)控制器發(fā)出電壓命令，產(chǎn)生所述永磁同步電機(jī)在所述dq坐標(biāo)系下的 所述直軸電壓Ud、所述交軸電壓Uq ; S120,所述永磁同步電機(jī)在所述dq坐標(biāo)系下的所述直軸電壓Ud、所述交軸電壓Uq經(jīng)由 Park逆變換，得到所述永磁同步電機(jī)在α β坐標(biāo)系下的第一直軸電壓Ua、第一交軸電壓 Ue ； S130,所述永磁同步電機(jī)在所述α β坐標(biāo)系下的所述第一直軸電壓11。、所述第一交軸 電壓U0經(jīng)空間矢量脈寬調(diào)制后經(jīng)由逆變器驅(qū)動所述永磁同步電機(jī)； S140,采樣所述永磁同步電機(jī)在所述第一直軸電壓Ua、所述第一交軸電壓U0驅(qū)動下， 產(chǎn)生的三相電流，取任意兩相電流進(jìn)行Clarke變換及Park變換后，得到所述永磁同步電機(jī) 在所述dq坐標(biāo)系下的所述直軸電流i d、以及所述交軸電流i,。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁同步電機(jī)交、直軸電感參數(shù)在線辨識方法，其特征在于， 所述步驟SlOO還包括如下步驟： S140'，檢測所述永磁同步電機(jī)的電角速度ωε。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的永磁同步電機(jī)交、直軸電感參數(shù)在線辨識方法，其 特征在于，所述最小二乘法為普通最小二乘法、遺忘因子最小二乘法、增廣最小二乘法、輔 助模型最小二乘法、廣義最小二乘法、或廣義增廣最小二乘法。
6. -種永磁同步電機(jī)交、直軸電感參數(shù)在線辨識系統(tǒng)，包括電流環(huán)控制器、Park逆變 換單元、空間矢量脈寬調(diào)制單元、逆變器、Clarke變換單元、Park變換單元，其特征在于，還 包括參數(shù)辨識單元，其中： 所述電流環(huán)控制器的輸出端與所述Park逆變換單元的輸入端連接，用于將在dq坐標(biāo) 系下的直軸電壓Ud和交軸電壓Uq輸入給所述Park逆變換單元； 所述Park逆變換單元的輸出端與所述空間矢量脈寬調(diào)制單元的輸入端連接，所述空 間矢量脈寬調(diào)制單元的輸出端與所述逆變器的輸入端連接，所述逆變器的輸出端與永磁同 步電機(jī)的輸入端連接，用于向所述永磁同步電機(jī)輸入驅(qū)動電壓； 所述永磁同步電機(jī)的輸出端與所述Clarke變換單元的輸入端連接，用于向所述 Clarke變換單元輸入所述永磁同步電機(jī)在所述驅(qū)動電壓下產(chǎn)生的三相電流； 所述Clarke變換單元，用于采樣所述三相電流中任意兩相，進(jìn)行Clarke變換； 所述Park變換單元的輸入端與所述Clarke變換單元的輸出端連接，用于將進(jìn)行所述 Clarke變換后的任意兩相電流進(jìn)行Park變換，轉(zhuǎn)換為在所述dq坐標(biāo)系下的直軸電流id、 以及交軸電流i q; 所述參數(shù)辨識單元，用于利用所述直軸電壓ud、所述交軸電壓u,、所述直軸電流id、以 及所述交軸電流i,，對反電勢系數(shù)和所述永磁同步電機(jī)的相電阻Rs取常數(shù)，對最小二乘法 進(jìn)行降階處理，計(jì)算得到所述永磁同步電機(jī)的交軸電感參數(shù)L,，以及所述永磁同步電機(jī)的 直軸電感參數(shù)L d。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的永磁同步電機(jī)交、直軸電感參數(shù)在線辨識系統(tǒng)，其特征在于， 還包括角速度與角位置傳感器，其中： 所述角速度與角位置傳感器的輸入端與所述永磁同步電機(jī)的輸出端連接，所述角速度 與角位置傳感器的輸出端與所述參數(shù)辨識單元的輸入端連接，用于檢測所述永磁同步電機(jī) 的電角速度，并將所述電角速度輸入給所述參數(shù)辨識單元。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的永磁同步電機(jī)交、直軸電感參數(shù)在線辨識系統(tǒng)，其特征在 于，所述最小二乘法為普通最小二乘法、遺忘因子最小二乘法、增廣最小二乘法、輔助模型 最小二乘法、廣義最小二乘法、或廣義增廣最小二乘法。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種永磁同步電機(jī)交、直軸電感參數(shù)在線辨識方法及系統(tǒng)，其中方法包括：采樣永磁同步電機(jī)在dq坐標(biāo)系下的直軸電壓ud、交軸電壓uq、直軸電流id、以及交軸電流iq；根據(jù)直軸電壓ud、交軸電壓uq、直軸電流id、交軸電流iq，對反電勢系數(shù)和永磁同步電機(jī)的相電阻Rs取常數(shù)，對最小二乘法進(jìn)行降階處理，計(jì)算得到永磁同步電機(jī)的交軸電感參數(shù)Lq，以及永磁同步電機(jī)的直軸電感參數(shù)Ld。其通過根據(jù)直軸電壓ud、交軸電壓uq、直軸電流id、交軸電流iq、以及基于最小二乘法的降階計(jì)算模型，計(jì)算永磁同步電機(jī)的交軸電感參數(shù)Lq以及直軸電感參數(shù)Ld，減小了計(jì)算量，從而有效的解決了現(xiàn)有的基于最小二乘法實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)參數(shù)的在線辨識方法中的計(jì)算量較大的問題。
【IPC分類】H02P21-14
【公開號】CN104836499
【申請?zhí)枴緾N201410049340
【發(fā)明人】張有林, 郭清風(fēng), 米雪濤, 錢強(qiáng)
【申請人】珠海格力電器股份有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2014年2月12日