一种获得电机转动惯量的方法和装置的制造方法_3

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电机实际模型可以变形为:
[0083] + 公式(2)
[0084] 其中,公式(2)中0
" ?"表示为微分算符。类似地,可以将可调模型变形 为:
[0085]
[0086]
为待确定的可调模型的粘滞摩擦系数,J' 为待确定的可调模型的转动惯量,IV为待确定的可调模型的负载转矩。
[0087]接下来,公式(2)_公式(3),得
[0088] e = -ae_ -a^il'-hih-b')T,-(c-c') 5 公式(4)
[0089] 其中,Θ=Ω-Ω,。
[0090] 进一步,令al=a_a',a2 =b_b',a3 =c_c',那么公式(4)可以简化为:
[0091]
[0092] 再进一步,令
[0093]由于李雅普诺夫函数形式为^中任意P和Γ为对称正定 矩阵。所以,在本申请实施例中,

[0097]那么结合公式(7)和公式(8)可得[0098]
[0094]
[0095]
[0096]
[0099」 公式(9)
[0100]而对于公式(9),由于伞1'=[&1,&2,&3],8=[-0',1\ 3,-1]1',所以
[0101]sTΦpe+eTp<})Ts=[-Q',Te,_l][al,a2,a3]Tpe+eTp[al,a2,a3][_Ω',Te,_1 ]τ。
[0102] 公式(10)
[0103] =(-alΩ,+a2Te_a3)pe+eTp(_alΩ,+a2Te_a3)
[0104] 在本申请实施例中,选择p为单位矩阵,即p= [l],那么
[0105]sTΦpe+eTpΦTs= 2(_alΩ,+a2Te_a3)e。 公式(11)
[0106]另外,令本申请实施例中甶
:l、g2和g3为正数,所以
[0107]
[0108]冋理可得f0 a1+fi72?2+。 公式(13)
[0109]所以,最终公式(6)中的李雅普诺夫函数为
[0110]
(14)
[0111]而根据李雅普诺夫稳定条件可知,要使李雅普诺夫函数稳定,需卩负定。而ATP +pA= -2a,β 所以ATp+pA负定。
[0112] 再次整理公式(14)得到
[0116] 成立时,f/(^)负定。
[0117]而al=a-a',a2 =b-b',a3 =c-c' 中:
J,Bm和Τι都是实际参数, 是定值,所以a,b和c的导数均为0。进而公式(16)进一步可化简为 Jq
[0121] 其彳表示进行计算时刻与初始时刻直接的时间差, 具体为?=ηΛΤ。
[0122] 最后,为便于计算机处理,将上述公式(19)离散化,得到
[0123]
[0124] 在本申请实施例中,第η轮计算结果有两种可能。第一种,至少将1 '、Bmn'和Tln'作 为第η轮计算结果。在具体实现过程中,第η轮计算结果进一步还可以包括&" '、bn '和/或cn ' 等,本申请不做具体限制。第二种,至少将^'、1^'和cn'作为第η轮计算结果。在具体实现过 程中,第η轮计算结果进一步还可以包括Jn'、Bmn'和/或Tln'。
[0125]由于第η轮计算结果有两种可能,所以S104中判断第η转动惯量相关量与第η-1转 动惯量相关量是否满足预设关系,也有两种具体实现方式。
[0126] 第一种:
[0127] 当第η轮计算结果至少包括Jn'、Bmn'和Τιη',且第η转动惯量相关量为Jn '时,S104具 体包括:
[0128] 判断第n-1转动惯量'与Jn'的比值是否在预设范围内。
[0129]当第η转动惯量相关量为第η转动惯量1'本身时,获得第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量Jn-i'。在第一种实现方式中,Jh'就是第n-1转动惯量相关量。然后进一步获得 δ 八
[0130]在第一种实现方式中,判断第η转动惯量相关量与第η-1转动惯量相关量是否满足 预设关系,具体为判断5 = +是否在预设范围内。在本申请实施例中,预设范围为1附近的 小范围,例如[0.995,1.005],或[0.998,1.002]等。在具体实现过程中,预设范围越小,最终 作为实际转动惯量的第η转动惯量越接近实际转动惯量。本申请所属领域的普通技术人员 可以根据实际进行设置,本申请不做具体限制。
[0131] 具体来讲,当5 = 在预设范围内时,表示3 = ^等于1或者接近于1。而 4 = ^等于1或者接近于1,表明Ω 等于或接近于Ωη,进而表明此时可调模型的参数 J η 等于或接近于电机实际模型,所以可以将Jn'视为电机实际转动惯量J。所以,当5 = J η 预设范围内时,表示第η转动惯量相关量与第η-1转动惯量相关量满足预设关系。
[0132] 进一步,在第一种实现方式中,由于第η转动惯量相关量就是第η转动惯量本身,所 以在S105中直接确定Jn'为实际转动惯量。
[0133] 第二种:
[0134] 当第η轮计算结果至少包括an '、bn '和cn ',且第η转动惯量相关量为bn '时,S104具 体包括:
[0135] 判断bw'与bn '之差的绝对值是否小于阈值。
[0136] 当第η转动惯量相关量为bn'时,获得第η-1轮计算结果中的第η-1转动惯量 在第二种实现方式中,b^'就是第η-1转动惯量相关量。然后进一步获得Ib'n-b'nd或 b'n-1-b'ηI〇
[0137] 在第二种实现方式中,判断第η转动惯量相关量与第η-1转动惯量相关量是否满足 预设关系,具体为判断Ib'n-bV」或Ib'u-b'nl是否小于阈值。在本申请实施例中,阈值为0 或接近于0的数,例如0,0.05,或0.1等。在具体实现过程中,阈值越小,越接近0,最终作为实 际转动惯量的第η转动惯量越接近实际转动惯量。本申请所属领域的普通技术人员可以根 据实际进行设置,本申请不做具体限制。
[0138] 具体来讲,|b'n_b' η-! | 或 |b'n-rb'η | 小于阈值时,表示 |b'n_b' η-! | 或 |b'n-rb'η | 等 于〇或者接近于〇。而Ib'n_b'^I或Ib'trb'ηI等于0或者接近于0,表明Ω'^等于或接近于 Ωη,进而表明此时可调模型的参数等于或接近于电机实际模型,所以可以将Jn'视为电机 实际转动惯量J。所以,当Ib'n-b'n-11或|b'n-i-b'n|小于阈值时,表示第η转动惯量相关量与 第η-l转动惯量相关量满足预设关系。
[0139] 进一步,由于V= ,所以在第二种实现方式中,S105中确定的第η转动惯量相 J η 关量对应的第η转动惯量就是*4 ' = +。
[0140] 进一步,可调模型为
,所以按照公式(20)输出第η-1推定转 速。
[0141]
公式(20)
[0142] 其中,'为第η-1轮计算出的第η-1转动惯量,Tim'为第η-1负载转矩,为第η-1粘滞摩擦系数,Tew为第η-1转矩。
[0143] 以及,可调模型按照公式(21)输出第η推定转速。
[0144]
公式(21)
[0145] 其中,Ωη'为第η推定转速,Ten为第η转矩,即第η周期输入电机和可调模型的转矩 值。
[0146] 进一步,在具体实现过程中,若利用计算机获得推定转速,则计算机具体为利用将 离散化后的公式进行计算。例如利用公式(21)离散化后的公式获得Ωη',具体为
[0147]
[0148] 基于与前述实施例中获得电机转动惯量同样的发明构思,本申请第二方面还提供 一种获得电机转动惯量的装置,如图3所示,包括:
[0149] 实际转速获得单元301,用于获得电机在第η-1周期的第η-1实际转速;η为正整数;
[0150] 推定转速获得单元302,用于获得与电机对应的可调模型输出的第η-1推定转速; 第η-1推定转速为可调模型基于第η-1轮计算结果输出的转速;
[0151 ]计算单元303,用于根据第η-1实际转速和第η-1推定转速,获得第η轮计算结果;第η轮计算结果中包括第η转动惯量相关量;
[0152] 判断单元304,用于判断第η转动惯量相关量和第η-1轮计算结果中的第η-1转动惯 量相关量是否满足预设关系;
[0153] 确定单元305,用于当第η转动惯量相关量和第η-1转动惯量相关量满足预设关系 时,确定第η转动惯量相关量对应的第η转动惯量为电机的实际转动惯量。
[0154] 进一步,本申请实施例中的装置还包括:
[0155] 输入单元,用于在判断第η转动惯量相关量和第η-1轮计算结果中的第η-1转动惯 量相关量是否满足预设关系之后,当第η转动惯量相关量和第η-1转动惯量相关量不满足预 设关系时,将第η轮计算结果输入可调模型,以使可调模型基于第η轮计算结果在第η+1周期 输出与第η-1推定转速不同的第η推定转速。
[0156] 具体来讲,计算单元303用于根据下列公式获得第η轮计算结果:
[
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