【技术实现步骤摘要】
基于数字孪生模型的三相永磁同步电机参数估计方法
[0001]本专利技术涉及永磁同步电机数字孪生应用研究领域，具体涉及基于数字孪生模型的三相永磁同步电机参数估计方法。
技术介绍
[0002]永磁同步电机(PMSM)以其高功率密度、卓越的效率和优异的可控性，在轨道牵引运输、电动汽车等众多领域得到了广泛的应用；永磁同步电机的参数在电机控制和状态监测中具有重要意义；然而，电机制造商通常不披露电机的关键参数，如定子电阻、电感和磁链；此外，电机参数根据工况不同而不同；因此，有必要采用适当的参数估计方法来获取永磁同步电机的参数。
[0003]已有很多参数估计方法被提出；其中，使用特制的测量仪器是基于数字孪生模型的三相永磁同步电机参数估计方法比较有效的方法；此外，利用已有信号进行参数估计的方法是最为广泛的；例如，递归最小二乘(RLS)、扩展卡尔曼滤波(EKF)、模型参考自适应系统(MRAS)以及基于观测器的方法都是利用已有信号进行永磁同步电机的参数估计，并且都主要根据系统的物理模型进行分析估计；随着人工智能的发展，基于数据驱动的方法...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于数字孪生模型的三相永磁同步电机参数估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：基于基尔霍夫定律，搭建三相两电平逆变器的主电路拓扑数学模型；步骤2：将三相永磁同步电机在dq轴坐标下的数学模型代入步骤1所得的主电路拓扑数学模型中，再利用四阶Runge
‑
Kutta法对该模型进行求解得到三相逆变器驱动永磁同步电机的数学模型；步骤3：搭建永磁同步电机控制系统的离散化数学模型,所述永磁同步电机控制系统采用模型预测电流控制方法控制；步骤4：结合步骤1的主电路拓扑数学模型、步骤2的三相逆变器永磁同步电机数学模型以及步骤3的控制系统的离散化数学模型，再利用四阶Runge
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Kutta法对所结合的数学模型进行求解，最终得到三相两电平逆变器驱动永磁同步电机系统的离散化闭环数学模型；步骤5：将步骤4中的离散化闭环数学模型与实际三相逆变器驱动永磁同步电机实验平台的输出数据相结合，以智能算法为桥梁，迭代寻优模型内部关键参数，使所构建闭环数学模型的输出特性与实际物理电路的输出特性一致；步骤6：当离散化闭环数学模型与实际物理电路的输出数据差值小于所设阈值时，保存该离散化闭环数学模型对应的参数估计值，而后多次参数估计，再去除参数估计值中不收敛的结果，将其他参数估计值求平均值，作为最终的参数估计值。2.根据权利要求1所述的基于数字孪生模型的三相永磁同步电机参数估计方法，其特征在于，所述步骤6还包括：把最终的参数估计值应用到离散化闭环数学模型后，将该离散化闭环数学模型作为三相逆变器驱动永磁同步电机的闭环数字孪生模型。3.根据权利要求1所述的基于数字孪生模型的三相永磁同步电机参数估计方法，其特征在于，所述步骤1中，所述主电路拓扑数学模型为：其中，U
an
、U
bn
、U
cn
分别为三相相电压，S
i
代表功率开关T
i
的驱动信号，其中1为开通，0为关断，所述A1、A2、B1、B2、C1、C2如下：其中，Udc是直流侧电压，i
k,sign
是相电流(k＝a,b,c)。
4.根据权利要求1所述的基于数字孪生模型的三相永磁同步电机参数估计方法，其特征在于，所述步骤2中，三相永磁同步电机由三相逆变器供电，其dq轴数学模型表示为：其中，i
d
,i
q
分别为dq轴电流，U
d
,U
q
分别为dq轴电压，R为定子磁链，L
d
,L
q
分别为dq轴电感，ψ
f
为磁链，ω
e
为电角速度；所述dq坐标轴由abc坐标轴变换而来，变换公式如下：其中，θ
e
为转子位置角；将上述模型代入步骤1所得三相两电平逆变器的主电路拓扑数学模型，可得三相逆变器驱动永磁同步电机的数学模型，再利用四阶Runge
‑
Kutta法求解该模型，具体包括以下步骤：将模型微分方程改写为：其中，n为当前时刻电流大小，n+1为下一时刻电流大小，h为从n时刻到n+1时刻的计算步长，K
a1
‑
K
a4
，K
b1
‑
K
b4
通过以下式子计算：5.根据权利要求1所述的基于数字孪生模型的三相永磁同步电机参数估计方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：转速外环为PI控制，电流内环采用模型预测...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋文胜，邹宇超，张思慧，麻宸伟，李佳耀，陈健，王青元，葛兴来，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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