永磁同步电机效率优化控制方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及一种永磁同步电机效率优化控制方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。所述方法包括：对永磁同步电机的损耗进行分析评估，确定电机总损耗模型，并根据电机总损耗模型得到电流搜索方向值；基于电流搜索方向值和搜索步长，确定梯度搜索模型；在永磁同步电机满足稳态条件的情况下，基于电机总损耗模型，对梯度搜索模型进行处理并输出最优d轴电枢电流值。采用本方法能够以较短的搜索时间和较快的收敛速度进行寻优，从而提高系统的总体运行效率。的总体运行效率。的总体运行效率。

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机效率优化控制方法及装置


[0001]本申请涉及电机控制
，特别是涉及一种永磁同步电机效率优化控制方法及装置。

技术介绍

[0002]永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)因具有效率高、功率密度大等诸多优点，近年来被广泛应用于新能源发电、电动汽车、起重机等高精度和高动态性能的场合。效率优化在电动汽车领域有着极为重要的意义，因为它与电池尺寸、车辆尺寸和车辆成本直接相关，因而寻找一种在不同工况下降低电机损耗和提高电机效率的控制方法逐渐成为了近年来众多学者研究的热门方向。
[0003]要实现永磁同步电机效率优化控制，目前有两种主流方法：一种是基于损耗模型的效率优化控制方法，其原理是构建永磁同步电机的损耗模型，通过损耗模型和控制变量求得需要优化的目标函数，并对目标函数进行分析，得到最小损耗或最大效率；另一种方法是基于在线搜索技术的效率优化控制方法，通过不断检测输入功率，并在线调整控制变量，使输入功率最小，达到效率最优点，常用的在线搜索技术有：模糊搜索法和梯度搜索法。
[0004]然而，目前的传统技术存在寻优速度慢且效率优化结果不准确的问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种永磁同步电机效率优化控制方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
[0006]第一方面，本申请提供了一种永磁同步电机效率优化控制方法。所述方法包括：
[0007]对所述永磁同步电机的损耗进行分析评估，确定电机总损耗模型，并根据所述电机总损耗模型得到电流搜索方向值；
[0008]基于所述电流搜索方向值和搜索步长，确定梯度搜索模型；
[0009]在所述永磁同步电机满足稳态条件的情况下，基于所述电机总损耗模型，对所述梯度搜索模型进行处理并输出最优d轴电枢电流值；所述最优d轴电枢电流值为所述永磁同步电机效率最优点所对应的电流值。
[0010]在其中一个实施例中，所述永磁同步电机的损耗包括铁损和铜损；
[0011]所述对所述永磁同步电机的损耗进行分析评估，确定电机总损耗模型的步骤包括：
[0012]分别获取所述永磁同步电机的等效铁损电阻、d轴定子电流有功分量和q轴定子电流有功分量；采用基尔霍夫电压模型分别处理所述d轴定子电流有功分量、所述q轴定子电流有功分量，得到d轴铁损电流分量和q轴铁损电流分量；
[0013]基于所述等效铁损电阻、所述d轴铁损电流分量和所述q轴铁损电流分量，确定电机铁损模型；
[0014]分别获取并基于所述永磁同步电机的电枢电阻、d轴电枢电流和q轴电枢电流，确
定电机铜损模型；
[0015]基于所述电机铁损模型和所述电机铜损模型，得到所述电机总损耗模型。
[0016]在其中一个实施例中，所述根据所述电机总损耗模型得到电流搜索方向值的步骤包括：
[0017]采用所述d轴电枢电流对所述电机总损耗模型进行求导，得到所述电流搜索方向值。
[0018]在其中一个实施例中，所述基于所述电流搜索方向值和搜索步长，确定梯度搜索模型的步骤之后包括：
[0019]获取所述永磁同步电机的转速误差值；
[0020]当所述转速误差值的绝对值小于等于转速误差容许值时，确定所述永磁同步电机满足所述稳态条件。
[0021]在其中一个实施例中，所述在所述永磁同步电机满足稳态条件的情况下，基于所述电机总损耗模型，对所述梯度搜索模型进行处理并输出最优d轴电枢电流值的步骤包括：
[0022]在所述永磁同步电机满足稳态条件的情况下，采用基尔霍夫电流模型，处理所述电机总损耗模型并得到次优d轴电枢电流值；
[0023]以所述次优d轴电枢电流值为搜索起始点，采用所述梯度搜索模型进行搜索得到所述最优d轴电枢电流值。
[0024]在其中一个实施例中，所述以所述次优d轴电枢电流值为搜索起始点，采用所述梯度搜索模型进行搜索得到所述最优d轴电枢电流值的步骤包括：
[0025]判断当前的电流搜索方向值是否满足搜索终止条件；所述当前的电流搜索方向值为所述次优d轴电枢电流值所对应的电流搜索方向值；
[0026]若所述当前的电流搜索方向值满足所述搜索终止条件，则根据所述梯度搜索模型得到所述最优d轴电枢电流值；
[0027]若所述当前的电流搜索方向值未满足所述搜索终止条件，则利用所述梯度搜索模型更新所述当前的电流搜索方向值，直至更新后的电流搜索方向值满足所述搜索终止条件。
[0028]第二方面，本申请还提供了一种永磁同步电机效率优化控制装置。所述装置包括：
[0029]电机总损耗模型确定模块，用于对所述永磁同步电机的损耗进行分析评估，确定电机总损耗模型，并根据所述电机总损耗模型得到电流搜索方向值；
[0030]梯度搜索模型确定模块，用于基于所述电流搜索方向值和搜索步长，确定梯度搜索模型；
[0031]效率优化模块，用于在所述永磁同步电机满足稳态条件的情况下，基于所述电机总损耗模型，对所述梯度搜索模型进行处理并输出最优d轴电枢电流值；所述最优d轴电枢电流值为所述永磁同步电机效率最优点所对应的电流值。
[0032]第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0033]对所述永磁同步电机的损耗进行分析评估，确定电机总损耗模型，并根据所述电机总损耗模型得到电流搜索方向值；
[0034]基于所述电流搜索方向值和搜索步长，确定梯度搜索模型；
[0035]在所述永磁同步电机满足稳态条件的情况下，基于所述电机总损耗模型，对所述梯度搜索模型进行处理并输出最优d轴电枢电流值；所述最优d轴电枢电流值为所述永磁同步电机效率最优点所对应的电流值。
[0036]第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0037]对所述永磁同步电机的损耗进行分析评估，确定电机总损耗模型，并根据所述电机总损耗模型得到电流搜索方向值；
[0038]基于所述电流搜索方向值和搜索步长，确定梯度搜索模型；
[0039]在所述永磁同步电机满足稳态条件的情况下，基于所述电机总损耗模型，对所述梯度搜索模型进行处理并输出最优d轴电枢电流值；所述最优d轴电枢电流值为所述永磁同步电机效率最优点所对应的电流值。
[0040]第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0041]对所述永磁同步电机的损耗进行分析评估，确定电机总损耗模型，并根据所述电机总损耗模型得到电流搜索方向值；
[0042]基于所述电流搜索方向值和搜索步长，确定梯度搜索模型；
[0043]在所述永磁同步电机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机效率优化控制方法，其特征在于，所述方法包括：对所述永磁同步电机的损耗进行分析评估，确定电机总损耗模型，并根据所述电机总损耗模型得到电流搜索方向值；基于所述电流搜索方向值和搜索步长，确定梯度搜索模型；在所述永磁同步电机满足稳态条件的情况下，基于所述电机总损耗模型，对所述梯度搜索模型进行处理并输出最优d轴电枢电流值；所述最优d轴电枢电流值为所述永磁同步电机效率最优点所对应的电流值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述永磁同步电机的损耗包括铁损和铜损；所述对所述永磁同步电机的损耗进行分析评估，确定电机总损耗模型的步骤包括：分别获取所述永磁同步电机的等效铁损电阻、d轴定子电流有功分量和q轴定子电流有功分量；采用基尔霍夫电压模型分别处理所述d轴定子电流有功分量、所述q轴定子电流有功分量，得到d轴铁损电流分量和q轴铁损电流分量；基于所述等效铁损电阻、所述d轴铁损电流分量和所述q轴铁损电流分量，确定电机铁损模型；分别获取并基于所述永磁同步电机的电枢电阻、d轴电枢电流和q轴电枢电流，确定电机铜损模型；基于所述电机铁损模型和所述电机铜损模型，得到所述电机总损耗模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述电机总损耗模型得到电流搜索方向值的步骤包括：采用所述d轴电枢电流对所述电机总损耗模型进行求导，得到所述电流搜索方向值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述电流搜索方向值和搜索步长，确定梯度搜索模型的步骤之后包括：获取所述永磁同步电机的转速误差值；当所述转速误差值的绝对值小于等于转速误差容许值时，确定所述永磁同步电机满足所述稳态条件。5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述在所述永磁同步电机满足稳态条件的情况下，基于所述电机总损耗模型，对所述梯度搜索模型进行处理并输出最优d轴电枢电流值的步骤包括：在所述永磁同步电机满足稳...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭思齐，李伟俊，郭旦，彭鸿羽，彭东琨，李辉，陈思溢，
申请(专利权)人：佛山湘潭大学绿色智造研究院，
类型：发明
国别省市：