永磁同步电机的控制方法及参数在线辨识系统技术方案

本发明专利技术涉及一种永磁同步电机的控制方法及参数在线辨识系统。该方法包括：根据需要辨识的特定参数，在第一时段内施加特定的直交轴电流，使电机工作在电流闭环模式，测量直轴等效电压；令交轴电流反馈iq为零，根据第一时段内的测量数据运算得直轴等效电感Ld；根据得出的所述直轴等效电感Ld驱动所述永磁同步电机工作。据测量的直轴等效电压ud运算得出直轴等效电感Ld后驱动同步电机工作，该方法消除了电机绕线电阻、开关管死区等非线性特性对电绕线电感的辨识精度的影响，可大幅提高参数辨识的准确度，根据辨识出的参数对电机进行控制能够使得永磁同步电机更稳定，性能更好，对永磁同步电机的补偿设置更精确。

Control Method and On-line Parameter Identification System of Permanent Magnet Synchronous Motor

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机的控制方法及参数在线辨识系统
本专利技术涉及一种电机领域，特别是涉及一种永磁同步电机的控制方法及参数在线辨识系统。
技术介绍
永磁同步电机(PermanentMagnetSynchronousMotor，PMSM)以其结构简单、运行可靠、体积小、损耗低、效率高等优点，在数控机床、电子电气领域得到广泛应用。永磁同步电机参数对于其应用有着重要的影响。在同步电机控制系统中，精确知道电机模型参数直轴等效电感Ld、交轴等效电感Lq、等效绕线电阻R和等效转动惯量Jm的具体数值，对提高电机控制的性能有很大的帮助，因而需要有准确可靠的方法对电机参数进行辨识。传统的辨识方法通过在电机端注入正弦激励信号或其它谐波叠加成分的激励信号，并测量电机输入和输出的频率响应曲线来求解电机模型参数，该方法把电机当成线性模型进行辨识，但在实际工程应用中，受电机摩擦力、绕线电阻以及开关管死区等非线性特性的影响，电机模型并不是线性的，因此，采用该方式的辨识方法的测量结果往往存在较大的误差。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种新的永磁同步电机的方法及参数在线辨识系统。一种永磁同步电机的控制方法,包括以下步骤：在第一时段内，对所述同步电机驱动器输入端施加线性变化、且使所述第一时段内直轴电流反馈id对时间积分为零的直轴电流Idcmd，和数值为零的交轴电流Iqcmd，使所述同步电机工作在电流闭环模式，并测量直轴等效电压ud。令交轴电流反馈iq为零，根据所述第一时段内的直轴等效电压ud通过永磁同步电机直轴等效电压方程运算得出直轴等效电感Ld。根据得出的所述直轴等效电感Ld驱动所述永磁同步电机工作。上述永磁同步电机的控制方法，在第一时段内对驱动器施加线性变化、且使所述第一时段内直轴电流反馈id对时间积分为零的直轴电流Idcmd，和数值为零的交轴电流Iqcmd，使所述同步电机工作在电流闭环模式，令交轴电流反馈iq为零，根据测量的直轴等效电压ud运算得出直轴等效电感Ld后驱动同步电机工作，该方法消除了电机绕线电阻、开关管死区等非线性特性对电绕线电感Ld的辨识精度的影响，可大幅提高参数辨识的准确度，根据辨识出的参数对电机进行控制能够使得永磁同步电机更稳定，性能更好，对永磁同步电机的补偿设置更精确。在其中一个实施例中，永磁同步电机的控制方法还包括以下步骤：在第二时段内，对所述同步电机驱动器输入端施加线性变化、且使所述第二时段内交轴电流反馈iq对时间积分为零的交轴电流Iqcmd，和数值为零的直轴电流Idcmd，使所述同步电机工作在电流闭环模式，并测量交轴等效电压uq和电角速度ωe。令直轴电流反馈id为零，根据所述第二时段内的交轴等效电压uq和电角速度ωe通过永磁同步电机交轴等效电压方程运算得出交轴等效电感Lq。根据得出的所述交轴等效电感Lq驱动所述永磁同步电机工作。上述永磁同步电机的控制方法，在第二时段内对驱动器施加线性变化、且使所述第二时段内交轴电流反馈iq对时间积分为零的交轴电流Iqcmd，和数值为零的直轴电流Idcmd，使所述同步电机工作在电流闭环模式，令直轴电流反馈id为零，根据测量的交轴等效电压uq和电角速度ωe运算得出交轴等效电感Lq后驱动同步电机工作，该方法消除了电机绕线电阻、开关管死区等非线性特性对电绕线电感Lq的辨识精度的影响，可大幅提高参数辨识的准确度，根据辨识出的参数对电机进行控制能够使得永磁同步电机更稳定，性能更好，对永磁同步电机的补偿设置更精确。在其中一个实施例中，永磁同步电机的控制方法还包括以下步骤：在第三时段内，对所述同步电机驱动器输入端施加常数值的直轴电流Idcmd和数值为零的交轴电流Iqcmd，使所述同步电机工作在电流闭环模式，并测量直轴电流反馈id和直轴等效电压ud。令交轴电流反馈iq为零，根据第三时段内的直轴电流反馈id和直轴等效电压ud通过永磁同步电机直轴等效电压方程运算得出等效绕线电阻R。根据得出的所述等效绕线电阻R驱动所述永磁同步电机工作。上述永磁同步电机的控制方法，在第三时段内对驱动器施加常数值的直轴电流Idcmd和数值为零的交轴电流Iqcmd，使所述同步电机工作在电流闭环模式，令交轴电流反馈iq为零，根据测量的直轴电流反馈id和直轴等效电压ud运算得出等效绕线电阻R后驱动同步电机工作，该方法消除了开关管死区等非线性特性对等效绕线电阻R的辨识精度的影响，可大幅提高参数辨识的准确度，根据辨识出的参数对电机进行控制能够使得永磁同步电机更稳定，性能更好，对永磁同步电机的补偿设置更精确。在其中一个实施例中，永磁同步电机的控制方法还包括以下步骤：在第四时段内，对所述同步电机驱动器输入端施加线性变化、且使所述第四时段内机械角速度ωm对时间积分为零的速度指令ωmccmd、数值为零的交轴电流Iqcmd和数值为零的直轴电流Idcmd，使所述同步电机工作在速度控制模式，并测量所述电机的电磁转矩Te。根据所述第四时段内的电磁转矩Te通过永磁同步电机等效电机运动方程运算得出等效转动惯量Jm。根据得出的所述等效转动惯量Jm驱动所述永磁同步电机工作。上述永磁同步电机的控制方法，在第四时段内对驱动器施加线性变化、且使所述第四时段内机械角速度ωm对时间积分为零的速度指令ωmcmd，数值为零的交轴电流Iqcmd和数值为零的直轴电流Idcmd，使所述同步电机工作在速度控制模式，根据测量的电机的电磁转矩Te运算得出等效转动惯量Jm后驱动同步电机工作，该方法消除了摩擦、开关管死区等非线性特性对等效转动惯量Jm的辨识精度的影响，可大幅提高参数辨识的准确度，根据辨识出的参数对电机进行控制能够使得永磁同步电机更稳定，性能更好，对永磁同步电机的补偿设置更精确。在其中一个实施例中，所述第一时段内直轴电流反馈id对时间积分为零是id在时间T1内从Ib到-Ib，所述得出直轴等效电感Ld的步骤包括:根据所述时间T1内的N1个采样周期的直轴等效电压ud，运算得出所述直轴等效电感在其中一个实施例中，所述第二时段内交轴电流反馈iq对时间积分为零是iq在时间T2内从Ic到-Ic，所述得出交轴等效电感Lq的步骤包括:根据所述时间T2内的N2个采样周期的交轴等效电压uq和所述同步电机的电角速度ωe；运算得出所述交轴等效电感其中，φ为所述同步电机的等效反电动势系数。在其中一个实施例中，所述常数值的直轴电流Idcmd是第三时段内所述直轴电流反馈id达到第一稳态值id1和第二稳态值id2，所述得出等效绕线电阻R的步骤包括：根据第一稳态值id1对应的直轴等效电压ud1和第二稳态值id2对应的直轴等效电压ud2，运算得出所述等效绕线电阻在其中一个实施例中，所述第四时段内机械角速度ωm对时间积分为零是ωm在时间T3内从ωb到-ωb，所述等效转动惯量Jm的步骤包括：根据所述时间T3内的N3个采样周期的所述电机的电磁转矩Te；运算得出所述等效转动惯量在其中一个实施例中，选取大于或等于2种线性变化的直轴电流Idcmd，分别运算得出所述直轴等效电感Ld后取平均值，将所述平均值作为直轴等效电感Ld。一种永磁同步电机参数在线辨识系统，包括：输入控制模块，用于在第一时段内，对所述同步电机驱动器输入端施加线性变化、且使所述第一时段内直轴电流反馈id对时间积分为零的直轴电流Idc本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机的控制方法,其特征在于，包括以下步骤：在第一时段内，对所述同步电机驱动器输入端施加线性变化、且使所述第一时段内直轴电流反馈id对时间积分为零的直轴电流Idcmd，和数值为零的交轴电流Iqcmd，使所述同步电机工作在电流闭环模式，并测量直轴等效电压ud；令交轴电流反馈iq为零，根据所述第一时段内的直轴等效电压ud通过永磁同步电机直轴等效电压方程运算得出直轴等效电感Ld；根据得出的所述直轴等效电感Ld驱动所述永磁同步电机工作。

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机的控制方法,其特征在于，包括以下步骤：在第一时段内，对所述同步电机驱动器输入端施加线性变化、且使所述第一时段内直轴电流反馈id对时间积分为零的直轴电流Idcmd，和数值为零的交轴电流Iqcmd，使所述同步电机工作在电流闭环模式，并测量直轴等效电压ud；令交轴电流反馈iq为零，根据所述第一时段内的直轴等效电压ud通过永磁同步电机直轴等效电压方程运算得出直轴等效电感Ld；根据得出的所述直轴等效电感Ld驱动所述永磁同步电机工作。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：在第二时段内，对所述同步电机驱动器输入端施加线性变化、且使所述第二时段内交轴电流反馈iq对时间积分为零的交轴电流Iqcmd，和数值为零的直轴电流Idcmd，使所述同步电机工作在电流闭环模式，并测量交轴等效电压uq和电角速度ωe；令直轴电流反馈id为零，根据所述第二时段内的交轴等效电压uq和电角速度ωe通过永磁同步电机交轴等效电压方程运算得出交轴等效电感Lq；根据得出的所述交轴等效电感Lq驱动所述永磁同步电机工作。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：在第三时段内，对所述同步电机驱动器输入端施加常数值的直轴电流Idcmd和数值为零的交轴电流Iqcmd，使所述同步电机工作在电流闭环模式，并测量直轴电流反馈id和直轴等效电压ud；令交轴电流反馈iq为零，根据第三时段内的直轴电流反馈id和直轴等效电压ud通过永磁同步电机直轴等效电压方程运算得出等效绕线电阻R；根据得出的所述等效绕线电阻R驱动所述永磁同步电机工作。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：在第四时段内，对所述同步电机驱动器输入端施加线性变化、且使所述第四时段内机械角速度ωm对时间积分为零的速度指令ωmcmd、数值为零的交轴电流Iqcmd和数值为零的直轴电流Idcmd，使所述同步电机工作在速度控制模式，并测量所述电机的电磁转矩Te；根据所述第四时段内的电磁转矩Te通过永磁同步电机等效电机运动方程运算得出等效转动惯量Jm；根据得出的所述等效转动惯量Jm驱动所述永磁同步电机工作。5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第一时段内直轴电流反馈id对时间积分为零是id在时间T1内从Ib到-Ib，所述得出直轴等效电感Ld的步骤包括:根据所述时间T1内的N1个采样周期的直轴等效电压ud，运算得出所述直轴等效电感6.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述第二时段内交轴电流反馈iq对时间积分为零是iq在时间T2内从Ic到-Ic，所述得出交轴等效电感Lq的步骤包括:根据所述时间T2内的N2个采样周期的交轴等效电压uq和所述同步电机的电角速度ωe；运算得出所述交轴等效电感其中，φ为所述同步电机的等效反电动势系数。7.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述常数值的直轴电流Idcmd是第三时段内所述直轴电流反馈id达到第一稳态值id1和第二稳态值id2，所述得出等效绕线电阻R的步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，
申请(专利权)人：固高科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44