一种基于参数辨识的电机电流控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种基于参数识别的电机电流控制方法及系 统。
【背景技术】
[0002] 永磁同步交流伺服电机是一个多变量，非线性，强耦合的控制对象，若要对其实现 更加精确地控制，以及更高的响应速度，就要对伺服电机进行解耦控制。矢量控制将电机等 效为直流电机的控制模型，但不能实现真正的动态解耦。解耦时需要知道电机的内部参数， 虽然厂家可以给出，但在实际的工况下各个参数随着时间老化以及温度等外在环境的影响 下，参数值早已发生改变。递推最小二乘法可以实时的在线对电机的参数进行辨识，但如果 辨识参数过多，会有大量的运算，整体时间很受影响。要想再次提升电流环的带宽还要进行 一些简单的处理即可，对下个周期的电流预测处理，根据预测下个周期的电流，更好的给定 此次周期的电流值。
[0003] 当前主要是控制方式有矢量控制，直接转矩控制，无传感器控制技术，智能控制技 术，智能控制包含滑膜变结构控制，模糊控制，神经网络控制等。而实际使用中主要是基于 永磁同步电机的数学模型进行控制，对模型辨识的理论也有很多种类，电机的多参数的辨 识主要还是受成本等因素的制约。
[0004] 现有的控制中一部分直接采用矢量控制技术，采用对id= 0的控制方式，这种方 式具有简单高效等优点，但缺点也十分明显，不能有较好的响应和调速特性，只能满足简单 工况下的要求。更多的采用对电机厂商给定的电机参数，进行解耦控制，但随外界环境的变 化这种方式显然不够理想。还有一部分采用电流预测控制处理来提升控制性能，但是也不 够。一般在线辨识的计算量较大，如果要实现在线辨识，就会对处理器的性能要求较高，这 样势必会上升成本，辨识的精度太低时就会造成控制不稳定，失去了意义。要想高精度的辨 识出电机参数且达到较好的控制效果，只能简化运算与多种方法并用来控制电机。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于参数识别 的电机电流控制方法及系统。
[0006] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
[0007] 依据本发明的一个方面，提供了一种基于参数识别的电机电流控制方法，包括如 下步骤：
[0008] 步骤S1，读取电机的d轴实时电流id、q轴实时电流iq、d轴反馈电压udl、q轴反 馈电压Uql和电机转速《，通过递推最小二乘法计算，得到电机的电感L;
[0009] 步骤S2,根据电机转速〇 ;计算得到q轴给定电流，并设定d轴给定电流
[0010] 步骤S3,根据所述d轴给定电流i#与d轴实时电流id进行计算得到d轴第一给 定电压Ud，根据所述q轴给定电流iqlJ5q轴实时电流iq进行计算，得到q轴第一给定电压 Uq;
[0011] 步骤S4,对所述d轴第一给定电压叫和q轴第一给定电压uq分别进行计算，得到 a轴给定电压11"和P轴给定电压u
[0012] 步骤S5,对所述a轴给定电压1!"和P轴给定电压u&均进行空间矢量脉宽调 制SVPWM，得到电机驱动信号驱动电机工作。
[0013] 依据本发明的另一个方面，提供了一种基于参数识别的电机电流控制系统，包括 电机参数读取模块、转速调节模块、d轴电流给定模块、第一给定电压模块、静坐标给定电压 模块、SVPffM模块和电机驱动模块。
[0014] 其中，所述电机参数读取模块用于读取电机的d轴实时电流id、q轴实时电流iq、d 轴反馈电压udl、q轴反馈电压Uql和电机转速《，并通过递推最小二乘法计算，得到电机的 电感L;所述转速调节模块根据电机转速《计算得到q轴给定电流述d轴电流给定 模块用于设定d轴给定电流所述第一给定电压模块用于根据所述d轴给定电流i&与 d轴实时电流id进行计算得到d轴第一给定电压ud，根据所述q轴给定电流i#与q轴实时 电流iq进行计算，得到q轴第一给定电压uq;所述静坐标给定电压模块用于对所述d轴第一 给定电压ujPq轴第一给定电压Uq分别进行计算，得到a轴给定电压u"和P轴给定电 压U1^;所述SVPffM模块用于所述a轴给定电压u"和P轴给定电压u&均进行空间矢量 脉宽调制SVPWM，得到电机驱动信号；所述电机驱动模块根据所述驱动信号驱动电机工作。
[0015] 本发明的有益效果是：本发明的一种基于参数识别的电机电流控制方法及系统， 基于递推最小二乘法对电机的参数进行识别，识别精度较高，通过对电流预测控制，来达到 更好的调速和响应，进一步提升控制性能，简单便捷，能更好的控制电机，提升了电机的相 应速率和调速特性。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的一种基于参数识别的电机电流控制方法流程图；
[0017]图2为本发明的一种基于参数识别的电机电流控制系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0018] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。
[0019] 实施例一、一种基于参数识别的电机电流控制方法，下面将结合图1对本实施例 提供的一种基于参数识别的电机电流控制方法进行详细的说明。
[0020] 如图1所示，一种基于参数识别的电机电流控制方法流程图，包括如下步骤：
[0021] 步骤S1，读取电机的d轴实时电流id、q轴实时电流iq、d轴反馈电压udl、q轴反 馈电压Uql和电机转速《，通过递推最小二乘法计算，得到电机的电感L;
[0022] 步骤S2,根据电机转速《 ;计算得到q轴给定电流，并设定d轴给定电流
[0023] 步骤S3,根据所述d轴给定电流i#与d轴实时电流id进行计算得到d轴第一给 定电压Ud，根据所述q轴给定电流iqlJ5q轴实时电流iq进行计算，得到q轴第一给定电压 uq;
[0024] 步骤S4,对所述d轴第一给定电压叫和q轴第一给定电压uq分别进行计算，得到 a轴给定电压11"和P轴给定电压u
[0025] 步骤S5,对所述a轴给定电压11"和P轴给定电压u&均进行空间矢量脉宽调 制SVPWM，得到电机驱动信号驱动电机工作。
[0026] 其中，所述步骤1中读取电机的d轴实时电流id、q轴实时电流iq、d轴反馈电压 udl、q轴反馈电压Uql和电机转速《的具体步骤为：
[0027] 步骤S 11a，采集电机三相电源的实时电流和实时电压，检测电机转速co和实时机 械角度Q;
[0028] 步骤S12a，对所述实时电流进行Clark变换，得到a轴电流i。和0轴电流iJ5， 对所述实时电压进行Clark变换，得到a轴电压11。和P轴电压up;
[0029]步骤S13a，根据所述电机实时机械角度0对所述a轴电流；[。和0轴电流ip均 进行Park变换得到d轴实时电流ijPq轴实时电流iq，根据所述电机实时机械角度0对 所述a轴电压ua和P轴电压u均进行Park变换得到d轴反馈电压Udl和q轴反馈电压 uqi;
[0030] 步骤S14a，通过递推最小二乘法计算，得到电机的电感L。
[0031] 优选地，所述步骤Slla中采集电机三相电源的实时电流和实时电压后，还需对所 述实时电流和实时电压均进行滤波处理，再进入所述步骤S12a。由于采样后的实时电流和 实时电压中存在毛刺，通过滤波后，可以有效去掉实时电流和电压中的毛刺成分，使得后续 识别结果更加准确。
[0032] 本实施例中，所述步骤1中通过递推最小二乘法计算电机的电感L的具体算法如 下：
[0033] 设递推最小二乘法的计算公式为
[0037]其中，A为遗忘因子，I为单位矩阵，为电机电感L的辨识值，给定初值 ()(0):=:0;P(O) =aI;a为充分大的正实数；
[0038] 电机的数学模型为：
[0041] 其中，UqlSq轴反馈电压，udl为d轴反馈电压，iq为q轴实时电流，iq为d轴实时 电流，w为电机转速，itf为永磁体的磁链，Rs为定子电阻，LAd轴电感，L5为q轴电感；
[0042] 将式1-4和1-5写成最小二乘的形式为：
1-2和1-3,即可求出〇(；幻，从而得到电机电感L。
[0049] 所述步骤2中计算得到q轴给定电流、的具体过程如下：
[0050] 步骤S21a，将电机转速《与预先设定的给定转速O1JJ行计算，得到转速误差 A Q ;
[0051] 步骤S22a，对所述转速误差A?进行误差调节得到q轴给定电流iv。
[0052] 这里，所述步骤22a中对所述转速误差A ?进行误差调节为比例积分PI调节。
[0053]