极低速下工业电动车辆速度观测方法技术

一种极低速下工业电动车辆速度观测方法，1)采用电压源型逆变器驱动异步电机，并通过系统配备的传感器进行采样；2)利用电流传感器获取得精确的电流信息，并通过变化得到两相电流值；3)建立静止坐标系下的异步电机电磁转矩的数学方程；4)建立一个三阶的机械运动方程；5)以电机磁链、电流、转速为状态量，并扩展负载扰动量建立扩展卡尔曼滤波器；6)将扩展卡尔曼滤波器估计的负载扰动量补偿位置观测器观测的负载转矩；7)扩展卡尔曼滤波后的速度用于编码器脉冲之间的位置增量的更新，获得更精准的参考位置，实现低精度编码器条件下的速度观测。本发明专利技术提高三相异步电机控制系统的控制性能。本发明专利技术提高三相异步电机控制系统的控制性能。本发明专利技术提高三相异步电机控制系统的控制性能。

【技术实现步骤摘要】
极低速下工业电动车辆速度观测方法


[0001]本专利技术属于电机控制领域，涉及一种基于低精度编码器的异步电机速度观测方法，特别适合应用于工业电动车辆场合中采用低精度编码器测速系统中。

技术介绍

[0002]为推进“双碳”目标实现，国家对叉车、高空作业车和AGV物流车等工程机械车辆提出了电动化要求。《新能源汽车产业发展规划(2021——2035)》要求突破工业电动车辆电动化的关键核心技术。在采用低精度编码器的三相异步电机的矢量控制系统中，传统的M/T测速方法在特定转子位置信息到来时才能更新，在编码器精度很低以及速度较低时并不能精确实时地获取速度信息，为高性能异步电机控制带来了极大的难度。传统的测速方法是通过差分计算求得速度，会放大测量误差，导致测量的速度出现较大的误差。由此带来的影响必须通过降低转速环频带宽度来保证系统可靠运行，但降低速度环带宽会降低系统动态性能，不能及时响应速度快速变化场景，在转速波动较大容易使整个系统崩溃。因此，在低精度编码器条件下进行准确可靠的测速对于提高电机系统可靠性，避免电气运行事故的发生具有重要意义。
[000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极低速下工业电动车辆速度观测方法，其特征在于，包括：步骤1，采用电压源型逆变器驱动异步电机，并通过系统配备的传感器进行采样，电流传感器获取电流信息，低精度编码器获取三相电流与转子位置信息；步骤2，利用电流传感器获取得精确的电流信息，并通过变化得到两相电流值；步骤3，建立静止坐标系下的异步电机电磁转矩的数学方程，利用电机的机械参数与运行参数计算出电磁转矩；步骤4，建立一个三阶的机械运动方程，以负载转矩作为扩展状态，通过测量的转子位置与估计的转子位置作差来构造一个位置观测器；步骤5，以电机磁链、电流、转速为状态量，并扩展负载扰动量建立扩展卡尔曼滤波器，位置观测器的获得的速度作为前馈输入进行负载扰动估计；步骤6，将扩展卡尔曼滤波器估计的负载扰动量补偿位置观测器观测的负载转矩，提高位置观测器在外加扰动负载时速度观测的精度；步骤7，扩展卡尔曼滤波后的速度用于编码器脉冲之间的位置增量的更新，获得更精准的参考位置，实现低精度编码器条件下的速度观测。2.根据权利要求1所述的一种极低速下工业电动车辆速度观测方法，其特征在于，所述定子三相电流与转子位置信息分别表示为：i
a
——A相定子电流i
b
——B相定子电流i
c
——C相定子电流——低精度编码器第k次输出的转子位置。3.根据权利要求2所述的一种极低速下工业电动车辆速度观测方法，其特征在于，所述电流信息中电流坐标变换具体表示为：i
α
——静止坐标系α轴电流i
β
——静止坐标系β轴电流。4.根据权利要求3所述的一种极低速下工业电动车辆速度观测方法，其特征在于，所述步骤3具体包括为：所述电磁转矩的计算模型为：其中，T
e
为电磁转矩，n
p
为电机极对数，L
m
为励磁电感，L
r
为转子电感，ψ
rα
、ψ
rα
为α、β轴下的转子磁链，i
sα
、i
sβ
为α、β轴下的定子电流。5.根据权利要求3所述的一种极低速下工业电动车辆速度观测方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：步骤401，所述电机运动方程为：其中，ω
rm
为转子机械角速度；T
L
为负载转矩；J为转动惯量；B为摩擦组尼系数；步骤402，负载转矩T
L
是未知量，通过扩展...

【专利技术属性】
技术研发人员：粟梅，覃光龙，但汉兵，姚洪涛，高明，孙尧，曾鹏，
申请(专利权)人：湖南三一智能控制设备有限公司，
类型：发明
国别省市：