一种永磁同步电机的机械参数辨识方法与流程

文档序号:22620935发布日期:2020-10-23 19:26阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种永磁同步电机的机械参数辨识方法,其特征在于,所述机械参数辨识方法包括以下步骤:

步骤1,让电机运行于速度环,给定一个正弦波速度参考指令,利用转矩积分在某些区间存在相互抵消的特点,对电磁转矩进行分区间积分处理,得到关于机械参数的关系式;过程如下:

1.1永磁同步电机速度环给定如下正弦信号:

ω1=a1sinωht(1)

式中,ω1为机械角速度,a1为幅值,ωh为角频率;

1.2采集每个正弦波周期内的相电流,并通过坐标变换得到q轴电流;并通过如下公式计算得到电磁转矩:

te=1.5pnψfiq(2)

式中,te为电磁转矩,pn为电机极对数,ψf为磁链,iq为q轴电流;

1.3由运动方程:

式中,j为转动惯量,b为粘性摩擦系数,c为库仑摩擦系数,ω为电机的角速度,tl为负载转矩;

将te分成三部分,称为惯量转矩tinertia,bω+sign(ω)c称为摩擦转矩tfriction,负载转矩tl;

1.4对在参考速度下的电磁转矩进行积分处理,过程为:

1.4.1对电磁转矩在-0.5π~0.5π区间内进行积分,称此区间电磁转矩为tej1,摩擦转矩为tfrictionj1,惯量转矩为tinertiaj1,处理得:

1.4.2对电磁转矩在0~π区间内进行积分,称此区间电磁转矩为tef1,摩擦转矩为tfrictionf1,惯量转矩为tinertiaf1,处理得:

对电磁转矩在π~2π区间内进行积分,称此区间电磁转矩为tef2,摩擦转矩为tfrictionf2,惯量转矩为tinertiaf2,并处理得:

1.5求取转动惯量,摩擦系数的相关表达式,过程为:

1.5.1由于在-0.5π~0.5π区间内摩擦转矩的积分存在正负相消的情况,求得如下表达式:

式中,为转动惯量辨识值;

1.5.2由于惯量转矩的积分在0~π区间和π~2π区间正负相消的情况,求得如下表达式:

式中,为粘性摩擦系数辨识值,为库伦摩擦系数辨识值;

同理在π~2π区间内得:

式(8)与式(9)相减得:

步骤2,让电机运行于速度环,给定另一个正弦波速度参考指令,该参考速度与步骤1参考速度相比幅值不同,角频率相同,重复步骤1操作,得到另一关于机械参数的关系式;过程如下:

2.1永磁同步电机速度环给定如下正弦信号:

ω2=a2sinωht(11)

式中,ω2为机械角速度,a2为幅值;

2.2采集每个正弦波周期内的相电流,并通过坐标变换得到q轴电流;并通过如下公式计算得到电磁转矩:

te=1.5pnψfiq(12)

2.3由运动方程:

将te分成三部分,称为惯量转矩tinertia,bω+sign(ω)c称为摩擦转矩tfriction,负载转矩tl;

2.4对在参考速度下的电磁转矩进行积分处理,过程为:

2.4.1对电磁转矩在-0.5π~0.5π区间内进行积分,称此区间电磁转矩为tej2,摩擦转矩为tfrictionj2,惯量转矩为tinertiaj2,处理得:

2.4.2对电磁转矩在0~π区间内进行积分,称此区间电磁转矩为tef3,摩擦转矩为tfrictionf3,惯量转矩为tinertiaf3,处理得:

对电磁转矩在π~2π区间内进行积分,称此区间电磁转矩为tef4,摩擦转矩为tfrictionf4,惯量转矩为tinertiaf4,并处理得:

2.5求取转动惯量,摩擦系数的关系式,过程为:

2.5.1由于摩擦转矩积分在-0.5π~0.5π加速区间存在正负相消的情况,求得如下关系式:

2.5.2由于惯量转矩积分在0~π区间和π~2π区间都存在正负相消的情况,求得如下关系式:

同理在π~2π区间内得:

式(18)和式(19)相减得:

步骤3,由步骤1,2所得关系式列方程组,计算机械参数;

对式(7)和式(17)作差将只剩下惯量转矩这一项,即求得转动惯量的表达式为:

对式(10)和式(20)列方程组,即求得库伦摩擦系数和粘性摩擦系数的表达式为:

以上所有步骤完成了一次完整的机械参数辨识过程,重复步骤1~3实现机械参数的连续辨识。

2.如权利要求1所述的一种永磁同步电机的机械参数辨识方法,其特征在于,所述2.1中,a1和a2不相等,a1>a2,ωh=4πrad/s。


技术总结
一种永磁同步电机的机械参数辨识方法,该方法让电机运行于速度环,分别给定两个幅值不同、相位和频率相同的正弦波速度参考指令,利用转矩积分在某些区间存在相互抵消的特点,分别对电磁转矩进行分区间积分处理再列方程组的形式计算出机械参数。本发明所提供机械参数辨识方法实现了转动惯量、摩擦参数与负载之间的解耦,能够在一次完整辨识过程中辨识出系统转动惯量、粘性摩擦系数、库伦摩擦系数。

技术研发人员:吴春;刘洋;孙明轩
受保护的技术使用者:浙江工业大学
技术研发日:2020.06.05
技术公布日:2020.10.23
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1