基于模型参考自适应的电机位置估计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于模型参考自适应的电机位置估计方法及装置，其中的方法包括：基于构建的参考模型和可调模型，利用龙格库塔法求解可调模型输出的观测电流；根据观测电流，以及参考模型输出的电机真实电流，获取电机转速；根据电机转速对电机位置进行估计，得到电机位置。该方法在传统模型参考自适应算法的可调模型的基础上，引入了龙格库塔法的方法对可调模型进行离散化计算，使得可调模型输出的观测电流值更加接近电机模型的真实电流值，从而提高电机位置的估算精度。提高电机位置的估算精度。提高电机位置的估算精度。

【技术实现步骤摘要】
基于模型参考自适应的电机位置估计方法及装置


[0001]本专利技术涉及电机控制
，尤其涉及一种基于模型参考自适应的电机位置估计方法及装置。

技术介绍

[0002]目前无位置传感器技术即通过电机特性确定电机转子位置的技术，已经普遍应用于电机控制中，且位置检测的方法众多，但仍没有一种绝对完美的算法使永磁同步电机转速从低到高全范围内对电机位置估算达到较高的精度。
[0003]常用的无位置传感器估算方法包括反电势估算法和模型参考自适应法。其中，反电势估算法在低速的时候电机的反电动势会变得很小，从而导致估算误差明显增大；而传统的模型参考自适应法，需要合适的自适应律实时调节可调模型的参数，对可调模型的计算未通过有效的计算得到，只是单纯的依托电压模型得到可调电流，很难满足可调模型在全速段跟随参考模型，在辨识电机位置时仍存在差距。
[0004]因此，解决现有无位置传感器技术对电机位置估算的精度不高的问题，显得十分必要。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种基于模型参考自适应的电机位置估计方法及装置，用以克服现有无位置传感器技术对电机位置估算的精度不高的缺陷，有效提高电机估算位置的精度。
[0006]一方面，本专利技术提供一种基于模型参考自适应的电机位置估计方法，包括：基于构建的参考模型和可调模型，利用龙格库塔法求解所述可调模型输出的观测电流；根据所述观测电流，以及所述参考模型输出的电机真实电流，获取电机转速；根据所述电机转速对电机位置进行估计，得到所述电机位置。
[0007]进一步地，所述利用龙格库塔法求解所述可调模型输出的观测电流，包括：根据电压方程构造所述可调模型的d轴、q轴电流对应的待求解函数；利用四阶龙格库塔法求解所述待求解函数，得到所述可调模型输出的d轴电流和q轴电流。
[0008]进一步地，所述根据所述观测电流，以及所述参考模型输出的电机真实电流，获取电机转速，包括：根据所述观测电流和所述电机真实电流，获取电机角速度的误差值；对所述电机角速度的误差值进行PI控制，得到所述电机转速。
[0009]进一步地，所述根据所述电机转速对电机位置进行估计，包括：对所述电机转速进行积分处理，得到所述电机位置。
[0010]进一步地，所述待求解函数如下：
[0011][0012]其中，和分别为可调模型的d轴电流和q轴电流，i
d
’
和i
q
’
分别为参考模型的d轴和q轴电流，L
d
和L
q
分别为电机的d轴电感和q轴电感，u
d
’
和u
q
’
分别为参考模型的d轴电压和q轴电压，R为电机的电阻，w
e
为电机的实际转速，为电机的磁链。
[0013]进一步地，所述参考模型对应的方程如下：
[0014][0015][0016][0017]其中，t为采样时间，i
′
为参考模型的电流，u
′
为参考模型的电压，R为电机的电阻，L
d
和L
q
分别为电机的d轴电感和q轴电感，w
e
为电机的实际转速。
[0018]进一步地，所述可调模型对应的方程如下：
[0019][0020][0021][0022]其中，t为采样时间，为可调模型的观测电流，u
′
为参考模型的电压，R为电机的电阻，L
d
和L
q
分别为电机的d轴电感和q轴电感，w
e
为电机的实际转速，为待求解的电机转速。
[0023]进一步地，所述基于模型参考自适应的电机位置估计方法还包括：定义误差矩阵及相应的系数矩阵；基于所述误差矩阵和所述系数矩阵，根据所述参考模型和所述可调模型构建系统方程，所述系统方程满足超稳定性理论。
[0024]第二方面，本专利技术还提供一种基于模型参考自适应的电机位置估计装置，包括：观测电流计算模块，用于基于构建的参考模型和可调模型，利用龙格库塔法求解所述可调模型输出的观测电流；电机转速获取模块，用于根据所述观测电流，以及所述参考模型输出的电机真实电流，获取电机转速；电机位置估计模块，用于根据所述电机转速对电机位置进行估计，得到所述电机位置。
[0025]第三方面，本专利技术还提供一种无位置传感器，运行时执行上述任一项所述的基于模型参考自适应的电机位置估计方法，包括上述所述的基于模型参考自适应的电机位置估计装置。
[0026]本专利技术提供的基于模型参考自适应的电机位置估计方法，基于构建的参考模型和可调模型，利用龙格库塔法求解可调模型输出的观测电流，并根据观测电流以及参考模型输出的电机真实电流，获取电机转速，从而根据电机转速对电机位置进行估计，得到电机位置。该方法在传统模型参考自适应算法的可调模型的基础上，引入了龙格库塔法的方法对可调模型进行离散化计算，使得可调模型输出的观测电流值更加接近电机模型的真实电流值，从而提高电机位置的估算精度。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为现有技术提供的传统模型参考自适应算法的原理示意图；
[0029]图2为本专利技术提供的基于模型参考自适应的电机位置估计方法的流程示意图；
[0030]图3为本专利技术提供的基于模型参考自适应的电机位置估计装置的结构示意图。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中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。
[0032]需要说明的是，传统的模型参考自适应法是由构造参考模型、可调模型以及选取的合适的自适应律三部分组成。具体地，图1示出了现有技术提供的传统模型参考自适应算法的原理示意图。如图1所示，在输入电机电压u时，分别通过构造的参考模型和可调模型，可以得到相应的两个输出，即x和x
’
，e为两个输出的差值，进而通过对e选择合适的自适应律，使可调模型和参考模型之间的误差减小，从而实现对电机位置的估算。
[0033]根据上述可知，传统的模型参考自适应算法对可调模型的计算并未通过有效的计算得到，只是单纯的依托电压模型得到可调电流，这种传统的计算方法在辨识电机位置时
仍存在差距，从而导致电机位置估算的精度低。
[0034]对此，本专利技术提供了一种基于模型参考自适应的电机位置估计方法，针对传统模型参考自适应算法的可调模型计算部分作了改进，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模型参考自适应的电机位置估计方法，其特征在于，包括：基于构建的参考模型和可调模型，利用龙格库塔法求解所述可调模型输出的观测电流；根据所述观测电流，以及所述参考模型输出的电机真实电流，获取电机转速；根据所述电机转速对电机位置进行估计，得到所述电机位置。2.根据权利要求1所述的基于模型参考自适应的电机位置估计方法，其特征在于，所述利用龙格库塔法求解所述可调模型输出的观测电流，包括：根据电压方程构造所述可调模型的d轴、q轴电流对应的待求解函数；利用四阶龙格库塔法求解所述待求解函数，得到所述可调模型输出的d轴电流和q轴电流。3.根据权利要求1所述的基于模型参考自适应的电机位置估计方法，其特征在于，所述根据所述观测电流，以及所述参考模型输出的电机真实电流，获取电机转速，包括：根据所述观测电流和所述电机真实电流，获取电机角速度的误差值；对所述电机角速度的误差值进行PI控制，得到所述电机转速。4.根据权利要求1所述的基于模型参考自适应的电机位置估计方法，其特征在于，所述根据所述电机转速对电机位置进行估计，包括：对所述电机转速进行积分处理，得到所述电机位置。5.根据权利要求2所述的基于模型参考自适应的电机位置估计方法，其特征在于，所述待求解函数如下：其中，和分别为可调模型的d轴电流和q轴电流，i
d
’
和i
q
’
分别为参考模型的d轴和q轴电流，L
d
和L
q
分别为电机的d轴电感和q轴电感，u
d
’
和u
q
’
分别为参考模型的d轴电压和q轴电压，R为电机的电阻，w
e
为电机的实际转速，为电机的磁链。6.根据权利要求1所述的基于模型参考自适应的电机位...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏仁凤，耿焱，张锐钢，邵海柱，杨青，贾新旭，
申请(专利权)人：青岛海尔空调器有限总公司青岛海尔智能技术研发有限公司海尔智家股份有限公司，
类型：发明
国别省市：