感应电机预测控制模型参数在线调整方法技术

本发明专利技术公开了一种感应电机预测控制模型参数在线调整方法，其在采用预测控制方法驱动感应电机空载运转的情况下，对预测控制模型参数Ls和L1做出在线调整，在采用预测控制方法驱动感应电机带负载运转，对预测控制模型参数Rq和Rd做出在线调整，从而达到消除感应电机预测控制中所使用的模型参数与实际电机参数之间的偏差的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及感应电机的控制技术。
技术介绍
感应电机具有低成本、高可靠性等优点，被广泛应用在工业各个领域。目前感应电机变频器广泛采用数字比例积分调节器(PI调节器)作为电流控制器。与传统数字PI控制相比，预测控制可以获得更好的动态响应性能，其关键在于预测控制能够实现在当前控制周期下，预测出下一周期的控制指令，从根本上解决数字PI控制的延迟滞后。由于预测控制是基于模型的控制方法，因此在控制器中需要准确地使用电机模型的电阻、电感等参数。而在实际系统中，这些参数测量很可能存在误差，并且电机电感会随着电机工作状态而改变，感应电机电流预测控制中所使用的感应电机模型参数与实际电机参数很有可能存在偏差，进而引起电流静差，导致系统效率降低，无法输出额定转矩及无法工作在转矩控制模式等问题。所谓“电流静差”是指电机实际电流与指令电流之间存在的偏差，这是电机驱动控制所不希望存在的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种感应电机预测控制模型参数在线调整方法，其能够实现在线调整感应电机预测控制模型参数，从而达到消除感应电机预测控制中所使用的模型参数与实际电机参数之间的偏差的目的。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：感应电机预测控制模型参数在线调整方法，包括：a、采用预测控制方法驱动感应电机在空载条件下运转；b、检测感应电机的q轴电流指令iqs*(n)与q轴实际电流iqs(n)之间静差Δiqs是否为0，如果Δiqs不为0，则转到步骤c；如果Δiqs为0，则转到步骤d；c、根据公式确定Ls(n)，其中，Ls(n)是电流预测控制中的感应电机定子电感Ls的当前调整值；Lsc是电流预测控制中Ls的预设初始值；KiLq是积分系数；n＝1,2,3，......；如果感应电机是正向旋转，则将积分系数KiLq设置为正；如果感应电机是反向旋转，则将积分系数KiLq设置为负；d、检测感应电机的d轴电流指令ids*(n)与d轴实际电流ids(n)之间静差Δids是否为0，如果Δids不为0，则转到步骤e；如果Δids为0，则转到步骤f；e、根据公式确定L1(n)，其中，L1(n)是电流预测控制中的参数L1的当前调整值；L1c是电流预测控制中的参数L1的预设初始值；参数L1用于表示感应电机定子电感Ls与漏磁系数σ的乘积；KiLd是积分系数；n＝1,2,3，......；如果感应电机是正向旋转，则将积分系数KiLd设置为正；如果感应电机是反向旋转，则将积分系数KiLd设置为负；f、重复上述的步骤b至步骤e，直至感应电机的q轴电流静差Δiqs和d轴电流静差Δids都为0；g、采用预测控制方法驱动感应电机带负载运转；h、检测电机的q轴电流指令iqs*(n)与q轴实际电流iqs(n)之间静差Δiqs是否为0，如果Δiqs不为0，则转到步骤i；如果Δiqs为0，则转到步骤j；i、根据公式确定Rq(n)，其中，Rq(n)是电流预测控制中的参数Rq的当前调整值；Rqc是电流预测控制中的参数Rq的预设初始值；参数Rq的实际值由公式表示，Rs、Rr分别是感应电机的定子电阻和转子电阻，Lr是感应电机的转子电感；KiRq是积分系数，n＝1,2,3，......；如果感应电机输出正向转矩，则将积分系数KiRq设置为正；如果感应电机输出反向转矩，则将积分系数KiRq设置为负；j、检测感应电机的d轴电流指令ids*(n)与d轴实际电流ids(n)之间静差Δids是否为0，如果Δids不为0，则转到步骤k；如果Δids为0，则转到步骤l；k、根据公式确定Rd(n)；其中，Rd(n)是电流预测控制中的参数Rd的当前调整值；Rdc是电流预测控制中的参数Rd的预设初始值；参数Rd的实际值由公式表示，ωse是感应电机的定子电角速度，Tr是转子时间常数，Tr＝Lr/Rr；KiRd是积分系数，KiRd为正数；n＝1,2,3，......；l、重复上述的步骤h至步骤k，直至感应电机的q轴电流静差Δiqs和d轴电流静差Δids都为0。采用上述技术方案后，本专利技术至少具有以下优点：本申请的方法可以在变频器驱动感应电机的各种不同的工作状态下都可以实时地、不间断地在线调整感应电机预测控制中所使用的模型参数，从而消除预测控制模型参数与实际电机参数之间的偏差，达到消除电流静差的目的，进而提高系统效率，使电机可以输出额定转矩。附图说明图1示出了采用了根据本专利技术的实施例的感应电机预测控制模型参数在线调整方法的电机矢量控制的控制框图。图2示出了感应电机预测控制的控制周期框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本申请的方法是专门应用在感应电机预测控制中的，目的是要消除预测控制器的模型参数与实际电机参数之间的偏差。一般情况下感应电机的电感会随着电机工作状态改变而改变，所以需要感应电机电流预测控制中所使用的模型参数也要随着电机工作状态的改变而改变，这样才能有效避免预测控制的模型参数与实际电机参数之间存在偏差。根据本专利技术一实施例的感应电机预测控制模型参数在线调整方法，包括：a、采用预测控制方法驱动感应电机在空载条件下运转；转速例如可以是额定转速，但不局限于额定转速，只要转速不为0即可；b、检测感应电机的q轴电流指令iqs*(n)与q轴实际电流iqs(n)之间静差Δiqs是否为0，如果Δiqs不为0，则转到步骤c；如果Δiqs为0，则转到步骤d；c、根据公式确定Ls(n)，其中，Ls(n)是电流预测控制中的感应电机定子电感Ls的当前调整值；Lsc是电流预测控制中的Ls的预设初始值；KiLq是积分系数；n＝1,2,3，......；如果感应电机是正向旋转，则将积分系数KiLq设置为正；如果感应电机是反向旋转，则将积分系数KiLq设置为负；d、检测感应电机的d轴电流指令ids*(n)与d轴实际电流ids(n)之间静差Δids是否为0，如果Δids不为0，则转到步骤e；如果Δids为0，则转到步骤f；e、根据公式确定L1(n)，其中，L1(n)是电流预测控制中的参数L1的当前调整值；L1c是电流预测控制中的参数L1的预设初始值；参数L1的实际值为感应电机定子电感Ls与漏磁系数σ的乘积；KiLd是积分系数；n＝1,2,3，......；如果感应电机是正向旋转，则将积分系数KiLd设置为正；如果感应电机是反向旋转，则将积分系数KiLd设置为负；f、重复上本文档来自技高网...

【技术保护点】
感应电机预测控制模型参数在线调整方法，其特征在于，包括：a、采用预测控制方法驱动感应电机在空载条件下运转；b、检测感应电机的q轴电流指令iqs*(n)与q轴实际电流iqs(n)之间静差Δiqs是否为0，如果Δiqs不为0，则转到步骤c；如果Δiqs为0，则转到步骤d；c、根据公式确定Ls(n)，其中，Ls(n)是电流预测控制中的感应电机定子电感Ls的当前调整值；Lsc是电流预测控制中Ls的预设初始值；KiLq是积分系数；n＝1,2,3，......；如果感应电机是正向旋转，则将积分系数KiLq设置为正；如果感应电机是反向旋转，则将积分系数KiLq设置为负；d、检测感应电机的d轴电流指令ids*(n)与d轴实际电流ids(n)之间静差Δids是否为0，如果Δids不为0，则转到步骤e；如果Δids为0，则转到步骤f；e、根据公式确定L1(n)，其中，L1(n)是电流预测控制中的参数L1的当前调整值；L1c是电流预测控制中的参数L1的预设初始值；参数L1用于表示感应电机定子电感Ls与漏磁系数σ的乘积；KiLd是积分系数；n＝1,2,3，......；如果感应电机是正向旋转，则将积分系数KiLd设置为正；如果感应电机是反向旋转，则将积分系数KiLd设置为负；f、重复上述的步骤b至步骤e，直至感应电机的q轴电流静差Δiqs和d轴电流静差Δids都为0；g、采用预测控制方法驱动感应电机带负载运转；h、检测电机的q轴电流指令iqs*(n)与q轴实际电流iqs(n)之间静差Δiqs是否为0，如果Δiqs不为0，则转到步骤i；如果Δiqs为0，则转到步骤j；i、根据公式确定Rq(n)，其中，Rq(n)是电流预测控制中的参数Rq的当前调整值；Rqc是电流预测控制中的参数Rq的预设初始值；参数Rq的实际值由公式表示，Rs、Rr分别是感应电机的定子电阻和转子电阻，Lr是感应电机的转子电感；KiRq是积分系数，n＝1,2,3，......；如果感应电机输出正向转矩，则将积分系数KiRq设置为正；如果感应电机输出反向转矩，则将积分系数KiRq设置为负；j、检测感应电机的d轴电流指令ids*(n)与d轴实际电流ids(n)之间静差Δids是否为0，如果Δids不为0，则转到步骤k；如果Δids为0，则转到步骤l；k、根据公式确定Rd(n)；其中，Rd(n)是电流预测控制中的参数Rd的当前调整值；Rdc是电流预测控制中的参数Rd的预设初始值；参数Rd的实际值由公式表示，ωse是感应电机的定子电角速度，Tr是转子时间常数，Tr＝Lr/Rr；KiRd是积分系数，KiRd为正数；n＝1,2,3，......；l、重复上述的步骤h至步骤k，直至感应电机的q轴电流静差Δiqs和d轴电流静差Δids都为0。...

【技术特征摘要】
1.感应电机预测控制模型参数在线调整方法，其特征在于，包括：
a、采用预测控制方法驱动感应电机在空载条件下运转；
b、检测感应电机的q轴电流指令iqs*(n)与q轴实际电流iqs(n)之间静差Δiqs是
否为0，如果Δiqs不为0，则转到步骤c；如果Δiqs为0，则转到步骤d；
c、根据公式确定Ls(n)，其中，Ls(n)是电流预
测控制中的感应电机定子电感Ls的当前调整值；Lsc是电流预测控制中Ls的预设
初始值；KiLq是积分系数；n＝1,2,3，......；如果感应电机是正向旋转，则
将积分系数KiLq设置为正；如果感应电机是反向旋转，则将积分系数KiLq设置为
负；
d、检测感应电机的d轴电流指令ids*(n)与d轴实际电流ids(n)之间静差Δids是
否为0，如果Δids不为0，则转到步骤e；如果Δids为0，则转到步骤f；
e、根据公式确定L1(n)，其中，L1(n)是电流预
测控制中的参数L1的当前调整值；L1c是电流预测控制中的参数L1的预设初始
值；参数L1用于表示感应电机定子电感Ls与漏磁系数σ的乘积；KiLd是积分系
数；n＝1,2,3，......；如果感应电机是正向旋转，则将积分系数KiLd设置为正；
如果感应电机是反向旋转，则将积分系数KiLd设置为负；
f、重复上述的步骤b至步骤e，直至感应电机的q轴电流静差Δiqs和d轴
电流静差Δids都为0；
g、采用预测控制方法驱动感应电机带负载运转；
h、检测电机的q轴电流指令iqs*(n)与q轴实际电流iqs(n)之间静差Δiqs是否
为0，如果Δiqs不为0，则转到步骤i；如果Δiqs为0，则转到步骤j；
i、根据公式确定Rq(n)，其中，Rq(n)是电流

\t预测控制中的参数Rq的当前调整值；Rqc是电流预测控制中的参数Rq的预设初
始值；参数Rq的实际值由公式表示，Rs、Rr分别是感应电机的
定子电阻和转子电阻，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张扬，金辛海，
申请(专利权)人：上海新时达电气股份有限公司，上海辛格林纳新时达电机有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31