面向矢量控制系统的牵引电机转子参数在线辨识优化方法技术方案

本发明专利技术涉及一种面向矢量控制系统的牵引电机转子参数在线辨识优化方法，该方法包括以下步骤：1)在离线静止状态下，获取牵引电机参数的初始值；2)在正常运行状态下，得到两相旋转坐标系下的电压分量和电流分量，将电机的转子速度换算为角速度；3)根据牵引电机的电压和磁链方程获取状态方程；4)对状态方程求导后转化为矩阵形式，进行递推最小二乘法的参数辨识；5)使电机处于转速波动状态，将电压型磁链观测模型作为参考模型，将电流磁链观测模型作为可调模型，设计模型参考自适应方法的自适应规律后构建自适应机构进行辨识，得到转子电阻值。与现有技术相比，本发明专利技术具有适应性强、实用性、可靠性和安全性高、抗扰动能力强等优点。

On-line identification and optimization of traction motor rotor parameters for vector control system

The invention relates to an on-line identification and optimization method of traction motor rotor parameters for vector control system, which includes the following steps: 1) obtaining initial values of traction motor parameters in off-line static state; 2) obtaining voltage and current components in two-phase rotating coordinate system under normal operation state, and converting motor rotor speed into angular speed according to traction; The voltage and flux equations of the motor are derived to obtain the state equation; 4) the state equation is transformed into matrix form and the parameters are identified by recursive least squares method; 5) the motor is in the state of speed fluctuation, the voltage flux observation model is used as the reference model, the current flux observation model is used as the adjustable model, and the adaptive law of the model reference adaptive method is designed to construct the self-adaptation. The resistance of the rotor can be obtained by identifying the mechanism. Compared with the prior art, the invention has the advantages of strong adaptability, practicability, high reliability and safety, and strong anti-disturbance ability.

【技术实现步骤摘要】
面向矢量控制系统的牵引电机转子参数在线辨识优化方法
本专利技术涉及牵引电机矢量控制领域，尤其是涉及一种面向矢量控制系统的牵引电机转子参数在线辨识优化方法。
技术介绍
在高速列车牵引传动系统中，交流异步牵引电机因其结构简单、机械特性好、维护量小等优点而得到广泛应用。然而由于牵引电机具有高阶非线性强耦合的电磁特征，其控制难度较大。目前牵引电机交流调速系统控制方式主要有恒压频比控制(V/F控制)、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等，其中转子磁场定向矢量控制技术能够实现磁链和转矩的完全解耦控制，同时其控制方法简单、具有良好的动态性能和控制精度，因而在牵引电机控制系统中应用较为广泛。转子磁场定向矢量控制的基本思想是对电机的激励电流进行坐标变换，由此对电机的励磁和转矩分量进行解耦控制，从而在按转子磁链定向同步旋转正交坐标系中，得到等效的直流电动机模型，继而仿照直流电机的控制方法控制电磁转矩和磁链。该控制技术的实现过程中准确观测并获取电机转子磁链是关键，而转子磁链观测器一般均基于电机数学模型构建而成，其准确性完全依赖于电机转子参数的准确度，因此转子参数的准确辨识是实现基于转子磁场定向的矢量控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向矢量控制系统的牵引电机转子参数在线辨识优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)在离线静止状态下，获取牵引电机参数的初始值，包括牵引电机的定子电阻、转子电阻、转子电感、定子电感和互感初始值；2)在正常运行状态下，获取静止坐标系下电机定子侧的三相电压ua、ub、uc、三相电流ia、ib、ic和电机的转子速度nr，并对静止坐标系下电机定子侧的三相电压和三相电流分别进行Park变换，得到两相旋转坐标系下的电压分量ud、uq和电流分量id、iq，同时将电机的转子速度nr换算为角速度ω；3)将牵引电机的数学模型转化成可以用于最小二乘法的标准形式，根据牵引电机的电压和磁链方程获取其在d‑q...

【技术特征摘要】
1.一种面向矢量控制系统的牵引电机转子参数在线辨识优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)在离线静止状态下，获取牵引电机参数的初始值，包括牵引电机的定子电阻、转子电阻、转子电感、定子电感和互感初始值；2)在正常运行状态下，获取静止坐标系下电机定子侧的三相电压ua、ub、uc、三相电流ia、ib、ic和电机的转子速度nr，并对静止坐标系下电机定子侧的三相电压和三相电流分别进行Park变换，得到两相旋转坐标系下的电压分量ud、uq和电流分量id、iq，同时将电机的转子速度nr换算为角速度ω；3)将牵引电机的数学模型转化成可以用于最小二乘法的标准形式，根据牵引电机的电压和磁链方程获取其在d-q两相旋转坐标系的状态方程；4)对状态方程求导后转化为矩阵形式，并对矩阵形式中的参数进行递推最小二乘法的参数辨识，获得定子电阻Rs，定子自感Ls，转子时间常数Tr、漏磁系数σ、转子电阻Rr和以及互感Lm；5)采用变频器给电机通入扰动信号，使电机处于转速波动状态，将电压型磁链观测模型作为参考模型，将电流磁链观测模型作为可调模型，设计模型参考自适应方法的自适应规律后构建自适应机构进行辨识，获取转子时间常数的辨识值，并通过递推最小二乘法得到转子电阻值。2.根据权利要求1所述的一种面向矢量控制系统的牵引电机转子参数在线辨识优化方法，其特征在于，所述的步骤1)具体为：11)测量牵引电机的定子电阻：在电机任意两相通入低压直流激励，并测量相应直流电压和直流电流，通过伏安法计算定子电阻值；12)为电机通入单相交流电，并保持电机静止，使电机处于不对称运行状态，采用对称分量法将三相不对称电压分解为正、负、零三序分量，并对电机的数学模型进行化简；13)通入不同频率的正弦激励信号，对电压和电流进行采样，由采样得到的电压电流值，通过复数运算获...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭喜堂，解大波，朱琴跃，戴维，李朝阳，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31