【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电机控制。
技术介绍
1、同步磁阻电机已经存在了近一个世纪，但直到最近几年，它才成为一种具有商业可行性的应用方案。同步磁阻电机具有结构简单、成本低、效率高的优点，是目前主流的感应电机的理想替代品。为了最大化电机低成本、高效率的优点，采用无位置的控制方案并结合效率最优的控制策略势在必行。这些技术的应用需要在电机正常运行前得到电机的电感参数。然而，同步磁阻电机具有强非线性，电机电感参数随着工况的变化而显著变化。由于磁饱和，电感参数随着施加的电流变化而变化。此外，高凸极比的电机结构导致气隙磁链谐波大，使得电机电感参数随着转子位置角的变化而变化。准确建模电机参数的非线性特性，对于充分发挥电机本身优势、最大化系统性能具有重要意义。
2、电机的模型可以通过有限元方法得到。但是，常用的二维有限元方法无法考虑端部效应和生产过程中的偏差对电机参数的影响。此外，在实际应用中，市售的同步磁阻电机不提供电机的有限元模型。因此，采用实验建模的方法是一种更有可行性的方案。实验建模的方法本质上是通过参数辨识的方案得到不同工况与电机参数的映射表，从而实现对电机的非线性建模。
3、目前存在两种主流的参数辨识方案：基于观测器的方案和基于高频注入的方案。基于观测器的方案一般在电机旋转过程中对目标参数进行估计。观测器的方案可以建模电机参数随电流工作点的变化，但是，该方案受到带宽受限，参数的估计值与真实值之间存在一定的滞后，因此只能估计得到参数的稳态值或平均值，而无法跟踪电机参数随角度的变化。相比之下，基于高频注入的方案具有更高的带
4、综上所述，目前基于观测器的电机模型实验建模方法无法建模参数随电机角度位置的变化，降低了模型的准确性；而基于高频注入的方法面临着辨识欠秩和无法得到电机视在电感的问题，无法充分满足同步磁阻电机高性能控制算法的应用需求。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决基于观测器的电机模型实验建模方法无法建模参数随电机角度位置的变化，降低了模型的准确性；基于高频注入的方法面临着辨识欠秩和无法得到电机视在电感的问题，无法充分满足同步磁阻电机高性能控制算法的应用需求，现提供一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法。
2、一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法，具体为：
3、在同步磁阻电机运行过程中，基于四矢量注入的电感辨识方法测得不同电角度下不同电流工作点对应的增量电感数据，所述增量电感数据包括：d轴增量自感ld、q轴增量自感lq和dq轴增量互感ldq；
4、对不同电角度下不同电流工作点处的增量电感数据进行积分，获得不同电角度下不同电流工作点对应的dq轴磁链，从而构建出电角度-电流-磁链曲面；
5、在不考虑dq轴互感的情况下，根据不同电角度下不同电流工作点对应的dq轴磁链计算dq轴视在自感，从而构建出电角度-电流-视在自感曲面；
6、在考虑dq轴互感的情况下，根据不同电角度下不同电流工作点对应的dq轴磁链分别计算dq轴视在自感和视在互感，从而构建出电角度-电流-视在自感曲面以及电角度-电流-视在互感曲面。
7、进一步的，上述在同步磁阻电机运行过程中，基于四矢量注入的电感辨识方法测得不同电角度下不同电流工作点对应的增量电感数据，包括：
8、每个电角度均对应有n个电流工作点，k＝1,2,...,n，电角度初始值为0°，同一电角度下，第k个电流工作点(id,k,iq,k)对应的电流幅值记作isk，且有id,k和iq,k分别为第k个电流工作点对应的d轴和q轴电流，相邻两个电流工作点的电流幅值差值δis均相等，
9、给定电角度θe下第k个电流工作点则在四个连续的pwm周期下向运行的同步磁阻电机dq轴中依次注入四个对称的电压矢量，获得同步磁阻电机注入电压矢量而产生的电流增量以及电流增量差值；
10、构建电流增量差值模型：
11、
12、其中，为第x个电压矢量和第y个电压矢量的电流增量差值，x＝1,2,3,4，y＝1,2,3,4，x≠y，为第x个电压矢量和第y个电压矢量的合成矢量，ydq＝yσi+yδ，lδ＝(ld-lq)/2为半差电感，lσ＝(ld+lq)/2为平均电感；
13、构建三个中间信号sa、sb、sc：
14、
15、
16、
17、其中，和分别表示的d轴和q轴分量；
18、将四个对称的电压矢量以及对应的电流增量差值代入所述电流增量差值模型，并结合所述三个中间信号sa、sb、sc估计出电角度θe下第k个电流工作点对应的增量电感数据：
19、d轴增量自感：
20、q轴增量自感：
21、dq轴增量互感：
22、其中，uin为注入的电压矢量的幅值，ts为pwm周期。
23、进一步的，上述四个对称的电压矢量的合成矢量为零，且相邻两个pwm周期注入的电压矢量之差平行于d轴或q轴，所述四个对称的电压矢量分别表示为：
24、
25、
26、
27、
28、相邻两个电压矢量的合成矢量分别表示为：
29、和的合成矢量：
30、和的合成矢量：
31、和的合成矢量：
32、和的合成矢量：
33、进一步的，上述注入四个电压矢量后，同步磁阻电机产生的电流增量分别为：
34、
35、
36、
37、
38、其中，分别为第j个pwm周期下向同步磁阻电机dq轴注入后产生的电流，为第j-1个pwm周期下向同步磁阻电机dq轴注入后产生的电流。
39、进一步的，上述电流增量差值为：
40、
41、
42、
43、
44、进一步的，上述构建电流增量差值模型的方法为：
45、采用clark变换将同步磁阻电机的三相采样电流从abc坐标系变换到αβ坐标系下；
46、采用park变换将αβ坐标系下的电流变换至dq坐标系下；
47、建立dq坐标系下的电流差分方程：
48、
49、其中，id和iq分别为dq坐标系下的d轴和q轴电流，ud和uq分别为dq坐标系下的d轴和q轴电压，rs为同步磁阻电机的定子电阻，ω为同步磁阻电机的转子角速度，
50、根据dq坐标系下电流差分方程构建电流增量差值模型。
51、进一步的，通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法，其特征在于，具体为：
2.根据权利要求1所述的一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法，其特征在于，所述在同步磁阻电机运行过程中，基于四矢量注入的电感辨识方法测得不同电角度下不同电流工作点对应的增量电感数据，包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法，其特征在于，所述四个对称的电压矢量的合成矢量为零，且相邻两个PWM周期注入的电压矢量之差平行于d轴或q轴，所述四个对称的电压矢量分别表示为：
4.根据权利要求3所述的一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法，其特征在于，注入四个电压矢量后，同步磁阻电机产生的电流增量分别为：
5.根据权利要求4所述的一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法，其特征在于，电流增量差值为：
6.根据权利要求2或3所述的一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法，其特征在于，所述构建电流增量差值模型的方法为：
7.根据权利要求6所述的一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法，其特征在于，通过下式将同
8.根据权利要求2或3所述的一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法，其特征在于，电角度θe下第n个电流工作点对应的磁链为：
9.根据权利要求2或3所述的一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法，其特征在于，在不考虑dq轴互感的情况下，所述dq轴视在自感计算公式如下：
10.根据权利要求9所述的一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法，其特征在于，在考虑dq轴互感的情况下，所述dq轴视在自感和视在互感计算公式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法，其特征在于，具体为：
2.根据权利要求1所述的一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法，其特征在于，所述在同步磁阻电机运行过程中，基于四矢量注入的电感辨识方法测得不同电角度下不同电流工作点对应的增量电感数据，包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法，其特征在于，所述四个对称的电压矢量的合成矢量为零，且相邻两个pwm周期注入的电压矢量之差平行于d轴或q轴，所述四个对称的电压矢量分别表示为：
4.根据权利要求3所述的一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法，其特征在于，注入四个电压矢量后，同步磁阻电机产生的电流增量分别为：
5.根据权利要求4所述的一种基于高频注入的同步磁阻电机实验建模方法，其特征在于，电流增量差值为：<...
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