【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电机参数辨识补偿，特别是一种永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法。
技术介绍
1、永磁同步电机作为目前常用的伺服电机已经广泛应用于各种工业及日常生活领域，因此实现永磁同步电机高精度高性能的控制具有重要的现实意义。
2、齿槽转矩作为转矩脉动的主要组成部分，是影响永磁同步电机高精度控制的主要因素之一，其直接降低电机的控制精度，同时会增大速度环的脉动误差。
3、摩擦力矩及粘滞阻力所造成非线性扰动，一方面造成闭环控制稳态性能的下降，另一方面还容易造成电机反向时速度的滞后，从而造成位置及速度跟踪误差的畸变。
4、因此从控制上辨识并补偿上述电机固有阻尼力矩能够有效的提高电机的控制精度以及稳态性能。
5、现有的齿槽转矩辨识补偿方法主要有两种：一种是在电机结构设计上对其进行补偿优化，但是目前多数电机仍有较强的齿槽效应；另一种是在控制上对其进行辨识补偿，这种方法目前多采用查表的方法，但是这种方法多集中在补偿表的精确度上，没有考虑到工程实践上电机正反向导致的齿槽转矩差异以及基于迭代校正的通用自补偿策略。现有的摩擦力矩及粘滞阻力补偿方法大多根据精确的摩擦模型及电机运动模型进行参数辨识拟合补偿，但是需要进行各速度点采样，需要大量辨识时间，同时也没有较好的辨识收敛方法保证模型参数的快速收敛以及收敛后的精确性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对通用永磁同步电机本体固有阻尼辨识补偿方法无完整的工程应用中通用完整自辨识自补偿技术方案问题
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，所述方法包括以下步骤：
3、步骤1，永磁同步电机空载状态下齿槽转矩自动辨识补偿；
4、步骤2，永磁同步电机空载状态下在齿槽转矩补偿的基础上进行摩擦力矩及粘滞阻力自动辨识补偿。
5、进一步地，步骤1所述永磁同步电机空载状态下齿槽转矩自动辨识补偿，具体步骤包括：
6、步骤1-1，建立电机正反向旋转齿槽转矩补偿值iq4*与电机位置θ对应表格即齿槽转矩补偿表，并置初值为0，同时给定指令转速w*，此时指令转速为正向小转速；
7、步骤1-2，根据齿槽转矩补偿表和电机当前位置θ及电机指令转速w*，拟合出电机伺服闭环算法下一周期的齿槽转矩补偿值iq4*；
8、步骤1-3，将步骤1-2得到的齿槽转矩补偿值iq4*与速度闭环输出值iq3*相加输出至电流闭环输入iq*；
9、步骤1-4，提取步骤1-3得到的电流闭环输入iq*的交流分量，并通过滤波器或者加权平均的方式更新至齿槽转矩补偿表；
10、步骤1-5，判定齿槽转矩补偿表更新前后所有差值的方差，若该方差值与上次方差值变化大于预设阈值，则返回步骤1-2继续进行迭代校正，否则，将给定电机指令转速w*设为反向小转速，返回步骤1-2进行迭代校正，直至电机正反向旋转均判定结束。
11、进一步地，所述齿槽转矩补偿表的大小应大于永磁同步电机极对数的50倍以上。
12、进一步地，步骤1-2中下一周期的齿槽转矩补偿值计算公式为：
13、
14、其中，t为速度闭环运行周期，θ0为电机当前位置，iq4*为齿槽转矩补偿表对应查表值。
15、进一步地，步骤1-4中所述提取步骤1-3得到的电流闭环输入iq*的交流分量，具体包括：
16、步骤1-4-1，采集电机旋转上一圈步骤1-3得到的电流闭环输入iq*的平均值或峰峰值的中间值以作为校正值；
17、步骤1-4-2，由电机当前位置得到的步骤步骤1-3中的电流闭环输入iq*减去步骤1-4-1得到的校正值，其结果即为提取步骤1-3得到的电流闭环输入iq*的交流分量。
18、进一步地，所述电机正向小转速指令、电机反向小转速指令应不大于额定转速的1％。
19、进一步地，步骤2所述永磁同步电机空载状态下在齿槽转矩补偿的基础上进行摩擦力矩及粘滞阻力自动辨识补偿，具体包括：
20、步骤2-1，建立两个相同的摩擦力矩及粘滞阻力补偿与指令转速w*对应表格即摩擦力矩及粘滞阻力补偿表，并保证表中两采样点之间速度差值不大于1rpm；
21、步骤2-2，电机运行在速度闭环状态，同时打开齿槽转矩补偿，给定指令转速w*为加速度为α及2α的梯形运动曲线，速度峰值不大于额定转速，更新步骤2-1建立的两个表；
22、步骤2-3，将加速度为α采集的摩擦力矩及粘滞阻力补偿表a1与加速度为2α采集的摩擦力矩及粘滞阻力补偿表a2按照以下公式计算：
23、a1×2-a2
24、得到新的摩擦力矩及粘滞阻力补偿表a3；
25、步骤2-4，查询步骤2-3得到的摩擦力矩及粘滞阻力补偿表a3的最小值对应的指令速度点，并以此为分界点，采用最小二乘法拟合出两条直线；
26、步骤2-5，将步骤2-4拟合出的两条直线数据，即摩擦力矩及粘滞阻力补偿iq2*，加入速度闭环输出值iq1*中，判断拟合出的两条直线的斜率与前一次对应值相差是否小于预设阈值，若否，则重复步骤2-2，直至拟合出的两条直线的斜率与前次值相差小于预设阈值。
27、进一步地，步骤2-2中更新步骤2-1建立的两个表，具体包括：
28、步骤2-2-1，在电机减速段提取两指令速度采样点间的速度闭环输出值iq1*的和值的均值，并通过滤波器或加权平均的方式更新至摩擦力矩及粘滞阻力补偿表；
29、步骤2-2-2，判定步骤2-2-1得到的摩擦力矩及粘滞阻力补偿表更新前后差值的方差，若该方差与上次方差值变化大于预设阈值，则返回步骤2-2-1继续迭代校正，否则，此次数据采样结束。
30、进一步地，步骤2-2-1中所述电机减速段包括电机正向最高转速向零转速减速，以及电机反向最高转速向零速减速，其中反向减速过程的采样点均取绝对值。
31、进一步地，步骤2-5中将步骤2-4拟合出的两条直线数据，即摩擦力矩及粘滞阻力补偿iq2*，加入速度闭环输出值iq1*中，重复步骤2-2，则此时对应步骤2-2-1中的两指令速度采样点间的速度闭环输出值iq1*的和值的均值变化为两指令速度采样点间的摩擦力矩及粘滞阻力补偿值iq2*及速度闭环输出值iq1*的和值iq3*的均值。
32、本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：
33、1)本专利技术的方法可一次性系统地辨识补偿电机所固有的阻尼力矩。
34、2)本专利技术的方法使用迭代校正的方式可使电机固有阻尼的辨识结果收敛到一个较高的精度。
35、3)经过电机固有阻尼力矩的系统补偿能够有效的提高速度稳态精度以及位置跟踪精度。
36、下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。
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1.一种永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，其特征在于，步骤1所述永磁同步电机空载状态下齿槽转矩自动辨识补偿，具体步骤包括：
3.根据权利要求2所述的永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，其特征在于，所述齿槽转矩补偿表的大小应大于永磁同步电机极对数的50倍以上。
4.根据权利要求2所述的永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，其特征在于，步骤1-2中下一周期的齿槽转矩补偿值计算公式为：
5.根据权利要求4所述的永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，其特征在于，步骤1-4中所述提取步骤1-3得到的电流闭环输入Iq*的交流分量，具体包括：
6.根据权利要求5所述的永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，其特征在于，所述正向小转速、反向小转速应不大于额定转速的1％。
7.根据权利要求6所述的永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，其特征在于，步骤2所述永磁同步电机空载状态下在齿槽转
8.根据权利要求7所述的永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，其特征在于，步骤2-2中更新步骤2-1建立的两个表，具体包括：
9.根据权利要求8所述的永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，其特征在于，步骤2-2-1中所述电机减速段包括电机正向最高转速向零转速减速，以及电机反向最高转速向零速减速，其中反向减速过程的采样点均取绝对值。
10.根据权利要求9所述的永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，其特征在于，步骤2-5中将步骤2-4拟合出的两条直线数据，即摩擦力矩及粘滞阻力补偿Iq2*，加入速度闭环输出值Iq1*中，重复步骤2-2，则此时对应步骤2-2-1中的两指令速度采样点间的速度闭环输出值Iq1*的和值的均值变化为两指令速度采样点间的摩擦力矩及粘滞阻力补偿值Iq2*及速度闭环输出值Iq1*的和值Iq3*的均值。
...【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，其特征在于，步骤1所述永磁同步电机空载状态下齿槽转矩自动辨识补偿，具体步骤包括：
3.根据权利要求2所述的永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，其特征在于，所述齿槽转矩补偿表的大小应大于永磁同步电机极对数的50倍以上。
4.根据权利要求2所述的永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，其特征在于，步骤1-2中下一周期的齿槽转矩补偿值计算公式为：
5.根据权利要求4所述的永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，其特征在于，步骤1-4中所述提取步骤1-3得到的电流闭环输入iq*的交流分量，具体包括：
6.根据权利要求5所述的永磁同步电机固有阻尼力矩的自动辨识补偿方法，其特征在于，所述正向小转速、反向小转速应不大于额定转速的1％。
7.根据权利要求6所述的永磁同步电机固有阻...
【专利技术属性】
技术研发人员：张允志，李萌萌，宋宇宸，邱晨，葛宇，邱静，路峻豪，高祥，吴文韬，周柏，乔宗璞，
申请(专利权)人：连云港杰瑞电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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