一种永磁同步电机参数辨识方法技术

一种永磁同步电机参数辨识方法，将传统的模型参考自适应结构进行改进，即在保留原有MRAS1模块的基础上，新建立MRAS2模块，构建为级联模型参考自适应(CMRAS)模块；其中MRAS1实现转子速度的辨识，MRAS2实现定子电阻与转子磁链的辨识。本发明专利技术将在实时反馈转子速度的同时，将定子电阻与转子磁链辨识值也反馈回矢量控制系统，能够有效削弱电机参数变化对系统的影响，在低速时由于实时更新定子电阻辨识值，可以有效提高系统的低速控制性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，将传统的模型参考自适应结构进行改进，即在保留原有MRAS1模块的基础上，新建立MRAS2模块，构建为级联模型参考自适应(CMRAS)模块；其中MRAS1实现转子速度的辨识，MRAS2实现定子电阻与转子磁链的辨识。本专利技术将在实时反馈转子速度的同时，将定子电阻与转子磁链辨识值也反馈回矢量控制系统，能够有效削弱电机参数变化对系统的影响，在低速时由于实时更新定子电阻辨识值，可以有效提高系统的低速控制性能。【专利说明】
本专利技术属于电机控制
，涉及一种基于级联模型参考自适应(CMRAS)的永磁同步电机参数辨识方法。
技术介绍
永磁同步电机(PermanentMagnet Synchronous Motor, PMSM)是一个多变量、强耦合、非线性、变参数的复杂对象，具有高精度、高动态性能、高可靠性、小体积等优势，在高精度和高可靠性要求场合获得广泛应用。近年来在永磁同步电机矢量控制系统中，为了克服使用机械传感器带来的高成本、安装维护困难、抗干扰能力下降、可靠性降低等缺陷，通过各种不同的估计方法而得到速度和位置信息的无速度传感器技术，已成为电机控制领域中的研究热点之一。在众多无速度传感器电机控制方法中，模型参考自适应(ModelReference Adapt System, MRAS)因其具有算法不太复杂、抗干扰性能好、保证参数估计的渐进收敛性、稳态精度较高等优点而受到人们重视，已经被提出并应用于永磁同步电机无速度传感器矢量控制中。其基本思想是将不含未知参数的方程作为参考模型，含有待估计参数的方程作为可调模型，输入信号同时作用于参考模型和可调模型，自适应机构根据两模型构成的广义误差调整控制器参数使广义误差趋于零以达到可调模型跟踪参考模型的目的。传统MRAS需要准确估计位置偏差，虽然数学模型是精确的，但是估计精度受到电机参数变化的影响，无法摆脱对电机参数的依赖性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，能够同时进行转子速度、定子电阻与转子磁链的辨识，有效削弱电机参数变化对系统的影响，提高系统的低速控制性能。本专利技术的技术方案是，，将传统的模型参考自适应结构进行改进，即在保留原有MRAS1模块的基础上，新建立MRAS2模块，构建级联模型参考自适应(CMRAS)模块；其中MRAS1实现转子速度的辨识，MRAS2实现定子电阻与转子磁链的辨识。本专利技术的特点还在于:MRAS1模块将永磁同步电机本身作为参考模型，将含有永磁同步电机转子速度的电流模型作为可调模型，把辨识的转子速度反馈给电流模型，输出的转子速度辨识值仓经PI调节后反馈至电流模型实现闭环控制。根据自适应输入误差^^不断调整氧.，直到误差为零，转子速度辨识值也就达到了真实值;在获得稳定的转子速度辨识值后，将其送入MRAS2模块，MRAS2模块选取PMSM本身作为参考模型，可调模型的参数以电机输出为参考，电机的状态方程采用基于dq轴的状态方程，采用与MRAS1相同的Popov超稳定性定理推导，可得定子电阻与转子磁链的辨识算法。CMRAS的输入为电机测量量:id，iq，ud，ιν其中，id与通过以下方式获得:将永磁同步电机模块的定子绕组电流ia、ib、i。，输入到控制电路中的3/2坐标变换模块，得到两相静止坐标系下的电流分量i α、i e，再输入到2/2坐标变换模块，得到两相旋转坐标系下的电流分量id、iq ；ud与u,通过以下方式获得:参考转子速度w j和反馈转子速度a的差值通过PI控制器得到参考电流i,*，iq*和反馈电流i,的差值经PI控制器获得参考电压ιν参考电流id*和反馈电流id的差值通过PI控制器得到参考电压ud。CMRAS的输出为转子速度、定子电阻与转子磁链，其中对转子速度进行积分运算可得转子的位置信息；根据Popov超稳定性定理,永磁同步电机转子速度、定子电阻与转子磁链的辨识算法可表示为:【权利要求】1.，其特征在于:将传统的模型参考自适应结构进行改进，即在保留原有MRAS1模块的基础上，新建立MRAS2模块，构建为级联模型参考自适应CMRAS模块；其中MRAS1实现转子速度的辨识，MRAS2实现定子电阻与转子磁链的辨识。2.如权利要求1所述的永磁同步电机参数辨识方法，其特征在于:MRAS1模块将永磁同步电机本身作为参考模型，将含有永磁同步电机转子速度的电流模型作为可调模型，把辨识的转子速度反馈给电流模型，输出的转子速度辨识值?.经PI调节后反馈至电流模型实现闭环控制；根据自适应输入误差^'不断调整也，直到误差为零，转子速度辨识值^也就达到了真实值在获得稳定的转子速度辨识值后，将其送入MRAS2模块，MRAS2模块选取PMSM本身作为参考模型，可调模型的参数以电机输出为参考，电机的状态方程采用基于dq轴的状态方程,采用与MRAS1相同的Popov超稳定性定理推导，可得定子电阻与转子磁链的辨识算法。3.如权利要求2所述的永磁同步电机参数辨识方法，其特征在于:CMRAS的输入为电机测量量:id，iq, ud, ιν其中，id与i,通过以下方式获得:将永磁同步电机模块的定子绕组电流ia、ib、i。，输入到控制电路中的3/2坐标变换模块，得到两相静止坐标系下的电流分量i α、i e，再输入到2/2坐标变换模块，得到两相旋转坐标系下的电流分量id、iq ；ud与u,通过以下方式获得:参考转子速度wj和反馈转子速度^的差值通过PI控制器得到参考电流iq*, iq*和反馈电流i,的差值经PI控制器获得参考电压U,，参考电流id*和反馈电流id的差值通过PI控制器得到参考电压ud，CMRAS的输出为转子速度、定子电阻与转子磁链，其中对转子速度进行积分运算可得转子的位置信息；根据Popov超稳定性定理，永磁同步电机转子速度、定子电阻与转子磁链的辨识算法可表不为: 4.如权利要求3所述的永磁同步电机参数辨识方法，其特征在于:首先利用定子电阻与转子磁链的离线辨识值进行转子速度￡%的辨识，当估算转子速度已经稳定且转子速度给定值不变时，其辨识过程步骤如下:1)首先通过(1)式计算出转子速度辨识结果； 2)再通过(2)式计算出^，即得到定子电阻辨识结果SLsRs ；3)将计算得到的 5.如权利要求4所述的永磁同步电机参数辨识方法，其特征在于:所述矢量控制系统包括速度外环和电流内环两部分，还包括主电路、电流信号检测电路和控制电路；CMRAS模块辨识获得的电机转子速度及其转子位置信息作为控制的反馈量，参考转子速度和反馈转子速度^的差值通过PI控制器得到参考电流i,*，iq*和反馈电流i,的差值经PI控制器获得参考电压ιν参考电流id*和反馈电流id的差值通过PI控制器得到参考电压ud，得到的u,和ud经过反Park变换得到ua、ue，得到的ua、ue通过SVPWM发生模块的调节，产生PWM波控制逆变器工作，从而驱动永磁同步电机模块运作；而CMRAS模块8辨识获得的定子电阻与转子磁链将通过软件的方式反馈到矢量控制算法中。【文档编号】H02P25/02GK103684182SQ201310573844【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日 【专利技术者】尹忠刚, 张延庆, 孙向东, 钟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机参数辨识方法，其特征在于：将传统的模型参考自适应结构进行改进，即在保留原有MRAS1模块的基础上，新建立MRAS2模块，构建为级联模型参考自适应CMRAS模块；其中MRAS1实现转子速度的辨识，MRAS2实现定子电阻与转子磁链的辨识。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹忠刚，张延庆，孙向东，钟彦儒，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61