一种表贴式永磁同步电机的参数实时修正方法技术

本发明专利技术提供了一种表贴式永磁同步电机的参数实时修正方法，能够利用实时采集电机运行中的电流，实时地对系统参数进行动态修正，取代了现有技术中如采用扩张状态观测器等的复杂补偿方式，直接对参数进行改进。方法中不需要一直进行运算，仅需要在参数失配发生时执行相应的参数修正，失配一旦消除电流响应恢复正常后，可立即中止计算。由此该方法通过极为简便与小运算量的技术手段，显著提高了系统的抗干扰性和鲁棒性。干扰性和鲁棒性。干扰性和鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种表贴式永磁同步电机的参数实时修正方法


[0001]本专利技术属于永磁同步电机电流控制
，尤其涉及一种表贴式永磁同步电机参数实时修正技术。

技术介绍

[0002]永磁同步电机的参数失配现象会导致电流产生静态误差、震荡、超调等响应品质下降的问题，并会进一步反映到电机运行上，具体的表现主要为运行中发生较大转矩脉动，最终导致电机的稳态性能极度恶化，因此如何解决参数失配是目前电机控制中一个非常重要的技术问题。对于此技术问题，现有技术中大多采用的是无参数化控制，即用电机采集到的实时值来代替电机参数的使用。譬如文献《Improved Model Predictive Current Control for SPMSM Drives with Parameter Mismatch》中运用采集到的不同时刻的电流值，对电流方程进行了重构，实现了无参数化预测控制。然而这种方法运算量较大，而且重构出的新的参数需要不断运算，使得系统的运算负担较大。而在文献《Transient Performance Improvement of Deadbeat Predictive Current Control of High
‑
Speed Surface
‑
Mounted PMSM Drives by Online Inductance Identification》中虽然提出了一种较为简易的电感修正方法，但此方法只有在参考电流变化时才能进行一次修正，修正的可靠性还有待加强。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，针对上述本领域中存在的技术问题，本专利技术提供了一种表贴式永磁同步电机的参数实时修正方法，具体包括以下步骤：
[0004]步骤一、实时采集当前k时刻永磁同步电机的三相电流、转速、转子位置角数据，并进行坐标变换得到d、q轴电流；
[0005]步骤二、建立永磁同步电机的无差拍控制模型，并利用实时采集的数据对k+1时刻的d、q轴电流进行预测；在参数失配情况下，基于多个采样周期内的相同时刻q轴参考电流i
q
与实际产生的q轴电流之间的静态误差，对电机永磁体磁链参数执行以下修正：
[0006][0007]式中，表示修正前的电机永磁体磁链，表示经过修正后的电机永磁体磁链，α为修正系数，L
s
为电机电感，R为电机定子绕组的阻值，ω
e
为电机的电角速度，T
s
为采样周期；
[0008]步骤三、根据步骤二中预测得到的k+1时刻d、q轴电流和以及参考电流，计算k+1时刻需要施加的d轴电压U
d
(k+1)，并对电机电感参数执行以下修正：
[0009][0010]式中，表示修正前的电机电感，表示经过修正后的电机电感，β为修正系数；
[0011]其中，
[0012][0013]式中，i
d
(k+1)、i
q
(k+1)分别为k+1时刻的d、q轴参考电流，i
d
(k+2)为k+2时刻的d轴参考电流，为k+2时刻实际产生的d轴电流；
[0014]步骤四、将实时修正后的电机永磁体磁链与电感参数替换所述永磁同步电机的无差拍控制模型中的相应参数，继续预测下一时刻的d、q轴电流，并基于SVPWM调制计算需要施加的d、q轴电压。
[0015]进一步地，步骤二中建立的无差拍控制模型，具体基于以下永磁同步电机数学模型：
[0016][0017]式中，t为时间变量。
[0018]进一步地，在参数失配情况下，q轴电流的具体预测过程为：
[0019][0020]计算得到k+2时刻q轴参考电流i
q
(k+2)与实际产生的q轴电流并在此基础上确定所述静态误差：
[0021][0022]进一步地，步骤三中计算k+1时刻需要施加的d轴电压U
d
(k+1)时，首先基于将的值忽略为0的假设，则需要施加的U
d
(k+1)计算为：
[0023][0024]结合k+2时刻d轴实际产生的电流：
[0025][0026]两式联立后得到：
[0027][0028]由此可对电机电感参数进行修正。
[0029]上述本专利技术所提供的表贴式永磁同步电机的参数实时修正方法，能够利用实时采集电机运行中的电流，实时地对系统参数进行动态修正，取代了现有技术中如采用扩张状态观测器等的复杂补偿方式，直接对参数进行改进。方法中不需要一直进行运算，仅需要在参数失配发生时执行相应的参数修正，失配一旦消除电流响应恢复正常后，可立即中止计算。由此，该方法通过极为简便与小运算量的技术手段，显著提高了系统的抗干扰性和鲁棒性。
附图说明
[0030]图1为本专利技术所提供方法的流程图；
[0031]图2基于本专利技术所提供方法的原理框架图；
[0032]图3为未采用本专利技术所提供方法在电机参数不失配情况下的d、q轴电流图；
[0033]图4为采用了本专利技术所提供方法在电机参数不失配情况下的d、q轴电流图。
具体实施方式
[0034]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]本专利技术提供的一种表贴式永磁同步电机的参数实时修正方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
[0036]步骤一、实时采集当前k时刻永磁同步电机的三相电流、转速、转子位置角数据，并进行坐标变换得到d、q轴电流；
[0037]步骤二、建立永磁同步电机的无差拍控制模型，并利用实时采集的数据对k+1时刻的d、q轴电流进行预测；在参数失配情况下，基于多个采样周期内的相同时刻q轴参考电流i
q
与实际产生的q轴电流之间的静态误差，对电机永磁体磁链参数执行以下修正：
[0038][0039]式中，表示修正前的电机永磁体磁链，表示经过修正后的电机永磁体磁链，α为修正系数，L
s
为电机电感，R为电机定子绕组的阻值，ω
e
为电机的电角速度，T
s
为采样周期；
[0040]步骤三、根据步骤二中预测得到的k+1时刻d、q轴电流和以及参考电流，计算k+1时刻需要施加的d轴电压U
d
(k+1)，并对电机电感参数执行以下修正：
[0041][0042]式中，表示修正前的电机电感，表示经过修正后的电机电感，β为修正系数；
[0043]其中，
[0044][0045]式中，i
d
(k+1)、i
q
(k+1)分别为k+1时刻的d、q轴参考电流，i
d
(k+2)为k+2时刻的d轴参考电流，为k+2时刻实际产生的d轴电流；
[0046本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表贴式永磁同步电机的参数实时修正方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤一、实时采集当前k时刻永磁同步电机的三相电流、转速、转子位置角数据，并进行坐标变换得到d、q轴电流；步骤二、建立永磁同步电机的无差拍控制模型，并利用实时采集的数据对k+1时刻的d、q轴电流进行预测；在参数失配情况下，基于多个采样周期内的相同时刻q轴参考电流i
q
与实际产生的q轴电流之间的静态误差，对电机永磁体磁链参数执行以下修正：式中，表示修正前的电机永磁体磁链，表示经过修正后的电机永磁体磁链，α为修正系数，L
s
为电机电感，R为电机定子绕组的阻值，ω
e
为电机的电角速度，T
s
为采样周期；步骤三、根据步骤二中预测得到的k+1时刻d、q轴电流和以及参考电流，计算k+1时刻需要施加的d轴电压U
d
(k+1)，并对电机电感参数执行以下修正：式中，表示修正前的电机电感，表示经过修正后的电机电感，β为修正系数；其中，式中，i
d
(k+1)、i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张硕，解传勋，谭平，李雪萍，董岳林，宿玉康，张承宁，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：