双Y移30度永磁同步电机硬件在环实时仿真方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双Y移30度永磁同步电机硬件在环实时仿真方法及装置，其中方法包括：不少于两个仿真周期；其中，每个仿真周期包括如下步骤：获取当前仿真周期双Y移30度永磁同步电机中逆变器六个桥臂的导通状态和双Y移30度永磁同步电机六相的相电流方向信息；在桥臂状态信息表中查询当前仿真周期双Y移30度永磁同步电机六相的相电压；将当前仿真周期双Y移30度永磁同步电机六相的相电压依次通过空间矢量解耦变换和派克变换得到当前仿真周期双Y移30度永磁同步电机的d轴电压和q轴电压。本发明专利技术有效减少实时仿真情况下将电压模拟信号转化为数字信号进行运算导致的延迟，避免由于计算过程发生失误导致的模型奔溃，提高了硬件仿真模型的鲁棒性。

Hardware in the loop real-time simulation method and device of double y-shift 30 degree permanent magnet synchronous motor

【技术实现步骤摘要】
双Y移30度永磁同步电机硬件在环实时仿真方法及装置
本专利技术涉及电机硬件在环实时仿真技术，尤其涉及一种双Y移30度永磁同步电机硬件在环实时仿真方法及装置。
技术介绍
双Y移30度永磁同步电机(PermanentMagnetSynchronousMotor,PMSM)因具有高功率密度、低转矩脉动以及高可靠性等优点而备受关注，而应用硬件在环仿真可以使电机的仿真条件更接近于真实情况，更能正确地对所设计出的控制器性能进行检验和调试，有利于算法的开发，减少现场调试次数。目前的实时仿真技术为：控制板输入给实时仿真模型六路电压信号，仿真模型通过ADC采样将电压模拟信号转化为数字信号进行运算，导致较大的延迟。此外，模型运算过程中需要通过坐标变换将电压从三相静止坐标系转化为旋转坐标系，所进行的浮点乘除法操作需要一定的运算时间，也会造成了一定的延迟。总而言之，由于受硬件技术发展水平的限制，硬件在环实时仿真技术的模型解算时间需要几微秒到几十微秒，这意味着电机实时仿真技术存在着至少几微秒到几十微秒的延时，加上硬件本身的响应延时，可能会导致模型仿真的严重失真。因此有必要研究一种简单、可靠、实用的双Y移30度永磁同步电机的硬件在环实时仿真方法及系统，用以加快实时仿真速度，提高模型解算的精度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有双Y移30度永磁同步电机进行在环实时仿真时，仿真模型对电压模拟信号进行转化时会存在较大的延迟，且在将电压从三相静止坐标系转化为旋转坐标系时，所进行的浮点乘除法操作需要一定的运算时间，也造成了一定的延迟。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种双Y移30度永磁同步电机硬件在环实时仿真方法，包括：不少于两个仿真周期；其中，每个所述仿真周期包括如下步骤：获取当前仿真周期双Y移30度永磁同步电机中逆变器六个桥臂的导通状态和所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电流方向信息；根据当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机中逆变器六个桥臂的导通状态和所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电流方向信息在桥臂状态信息表中查询当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电压；计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度，并根据当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度；基于当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度，将当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电压依次通过空间矢量解耦变换和派克变换得到当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的d轴电压和q轴电压；根据当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度以及当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的d轴电压和q轴电压计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的d轴电流和q轴电流，并获取当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的电磁转矩。优选地，计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度，并根据当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度步骤包括：根据上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的电磁转矩和上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度计算当前真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度；根据上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度和上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度以及当前真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度。优选地，根据上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的电磁转矩和上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度计算当前真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度步骤包括：根据如下式子计算当前真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度：其中，ωr(n)表示当前真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度，ωr(n-1)表示上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度，pn表示所述双Y移30度永磁同步电机的极对数，T表示采样周期，Te(n-1)表示上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的转矩，TL(n-1)表示上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的负载转矩，J表示双Y移30度永磁同步电机转子的总转动惯量。优选地，根据上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度和上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度以及当前真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度步骤包括：根据如下角度迭代式子计算当前真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度：其中，θe(n)表示当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度，θe(n-1)表示上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度，ωe(n)表示当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度，ωe(n-1)表示上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度，T表示采样周期。优选地，基于当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度，将当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电压依次通过空间矢量解耦变换和派克变换得到当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的d轴电压和q轴电压步骤包括：通过空间矢量解耦变换将当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电压转换到彼此正交的三个静止坐标系中，得到当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的α轴电压和β轴电压；根据当前真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度在正余弦变化表中查询对应的正弦值和余弦值，并根据当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的α轴电压和β轴电压以及查询到的所述正弦值和所述余弦值获取当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的d轴电压和q轴电压。优选地，通过空间矢量解耦变换将当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电压转换到彼此正交的三个静止坐标系中，得到当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的α轴电压和β轴电压步骤包括：根据如下式子将当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电压转化到彼此正交的α-β子空间、x-y子空间和零序子空间上：其中，Uα(n)和Uβ(n)分别表示当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的α轴电压和β轴电压，Ux(n)和Uy(n)分别表示当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的x轴电压和y轴电压，Uo1(n)和Uo2(n)分别表示当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的o1轴电压和o2轴电压，UA(n)、UB(n)、UC(n)、UU(n)、UV(n)和UW(n)分别表示当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电压。优选地，根据当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的α轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双Y移30度永磁同步电机硬件在环实时仿真方法，包括：不少于两个仿真周期；/n其中，每个所述仿真周期包括如下步骤：/n获取当前仿真周期双Y移30度永磁同步电机中逆变器六个桥臂的导通状态和所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电流方向信息；/n根据当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机中逆变器六个桥臂的导通状态和所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电流方向信息在桥臂状态信息表中查询当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电压；/n计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度，并根据当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度；/n基于当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度，将当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电压依次通过空间矢量解耦变换和派克变换得到当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的d轴电压和q轴电压；/n根据当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度以及当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的d轴电压和q轴电压计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的d轴电流和q轴电流，并获取当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的电磁转矩。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双Y移30度永磁同步电机硬件在环实时仿真方法，包括：不少于两个仿真周期；
其中，每个所述仿真周期包括如下步骤：
获取当前仿真周期双Y移30度永磁同步电机中逆变器六个桥臂的导通状态和所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电流方向信息；
根据当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机中逆变器六个桥臂的导通状态和所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电流方向信息在桥臂状态信息表中查询当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电压；
计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度，并根据当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度；
基于当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度，将当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电压依次通过空间矢量解耦变换和派克变换得到当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的d轴电压和q轴电压；
根据当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度以及当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的d轴电压和q轴电压计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的d轴电流和q轴电流，并获取当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的电磁转矩。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度，并根据当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度步骤包括：
根据上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的电磁转矩和上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度计算当前真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度；
根据上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度和上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度以及当前真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的电磁转矩和上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度计算当前真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度步骤包括：
根据如下式子计算当前真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度：



其中，ωr(n)表示当前真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度，ωr(n-1)表示上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度，pn表示所述双Y移30度永磁同步电机的极对数，T表示采样周期，Te(n-1)表示上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的转矩，TL(n-1)表示上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的负载转矩，J表示双Y移30度永磁同步电机转子的总转动惯量。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度和上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度以及当前真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度计算当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度步骤包括：
根据如下角度迭代式子计算当前真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度：



其中，θe(n)表示当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度，θe(n-1)表示上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度，ωe(n)表示当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度，ωe(n-1)表示上一仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的电角速度，T表示采样周期。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度，将当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电压依次通过空间矢量解耦变换和派克变换得到当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的d轴电压和q轴电压步骤包括：
通过空间矢量解耦变换将当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电压转换到彼此正交的三个静止坐标系中，得到当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的α轴电压和β轴电压；
根据当前真周期所述双Y移30度永磁同步电机转子的角度在正余弦变化表中查询对应的正弦值和余弦值，并根据当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的α轴电压和β轴电压以及查询到的所述正弦值和所述余弦值获取当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的d轴电压和q轴电压。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过空间矢量解耦变换将当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电压转换到彼此正交的三个静止坐标系中，得到当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的α轴电压和β轴电压步骤包括：
根据如下式子将当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机六相的相电压转化到彼此正交的α-β子空间、x-y子空间和零序子空间上：



其中，Uα(n)和Uβ(n)分别表示当前仿真周期所述双Y移30度永磁同步电机的α轴电压和β轴电压，Ux(n)和Uy(n)分别表示当前仿真周期所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱元，肖明康，陆科，吴志红，张幸福，李亦舟，安浩，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31