基于黄金分割算法的永磁同步电机最小损耗控制方法与流程

本发明属于电机控制，尤其是基于黄金分割算法的永磁同步电机最小损耗控制方法。

背景技术：

1、永磁同步电机一般都采用mtpa算法进行dq轴电流给定，这样可以用最小的电流获得最大的力矩，但mtpa算法实质是基于电机铜损的一种控制方法，在中低速运行时铜损占比很大，mtpa算法可以胜任，但当电机向高速运行时，铁损占比会逐渐上升，如果不考虑铜损，会导致系统整体效率降低，因此有必要联合考虑永磁同步电机的铁损和铜损，对永磁同步电机进行最小损耗控制。

2、而基于纯数学模型的最小损耗点求解，虽然精确，但由于存在偏导数和高阶微分方程，计算量巨大，普通处理器无法实现，而基于纯搜索算法的最小损耗点又会受步长和控制精度的影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出基于黄金分割算法的永磁同步电机最小损耗控制方法，采用了黄金分割法进行寻优算法，兼顾了数学模型求解的准确性和搜索算法的便利性。

2、本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

3、基于黄金分割算法的永磁同步电机最小损耗控制方法，包括以下步骤：

4、步骤1、在考虑铁损的情况下，等效dq轴坐标系下的永磁同步电机并形成等效电路；

5、步骤2、根据等效电路计算永磁同步电机可变损耗；

6、步骤3、使用黄金分割法计算可变损耗的最小值。

7、而且，所述步骤1的中等效电路的永磁同步电机铜损为：

8、

9、永磁同步电机铁损为：

10、

11、其中，rs为等效电路电阻阻值，idt、iqt分别d、q轴的定子电流转矩分量；ω为转子的电角速度；ld、lq分别为d、q轴的定子电感分量；te为转矩方程，pn为电机极对数，ψf为永磁体产生的磁链，rfe为铁损电阻。

12、而且，所述步骤2可变损耗为：

13、ploss＝pcu+pfe

14、其中，pcu为永磁同步电机铜损，pfe为永磁同步电机铁损。

15、而且，所述步骤3包括以下步骤：

16、步骤3.1、构建可变损耗功能函数f(x)；

17、步骤3.2、确定函数f(x)的极小值的搜索区间[a，b]和收敛精度ε，计算得到的x1和x2并构建函数f1和f2；

18、步骤3.3、判断搜索区间，当|x1-x2|≥ε，则进行步骤3.4；若|x1-x2|＜ε，则令x为所寻找的极小点结束；

19、步骤3.4、寻找新的搜索区间，如果f1≥f2，则说明极小点在右侧区间，消去左侧的区间，令a＝x1，x1＝x2，新的插入点x2＝a+(b-a)*0.618，返回步骤3.3，；若f1＜f2，则说明极小点在左侧区间，消去右侧的区间，令b＝x2，x2＝x1，新的插入点x1＝b-(b-a)*0.618，返回步骤3.3。

20、而且，所述步骤3.2的具体实现方法为：

21、x1＝b-(b-a)*0.618

22、f1＝f(x1)

23、x2＝a+(b-a)*0.618

24、f2＝f(x2)

25、其中，a＜b。

26、本发明的优点和积极效果是：

27、本发明在考虑铁损的情况下，等效dq轴坐标系下的永磁同步电机并形成等效电路；并根据等效电路计算永磁同步电机可变损耗；最终使用黄金分割法计算可变损耗的最小值。本发明采用了黄金分割法进行寻优算法，兼顾了数学模型求解的准确性和搜索算法的便利性。

技术特征：

1.基于黄金分割算法的永磁同步电机最小损耗控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于黄金分割算法的永磁同步电机最小损耗控制方法，其特征在于：所述步骤1的中等效电路的永磁同步电机铜损为：

3.根据权利要求1所述的基于黄金分割算法的永磁同步电机最小损耗控制方法，其特征在于：所述步骤2可变损耗为：

4.根据权利要求1所述的基于黄金分割算法的永磁同步电机最小损耗控制方法，其特征在于：所述步骤3包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的基于黄金分割算法的永磁同步电机最小损耗控制方法，其特征在于：所述步骤3.2的具体实现方法为：

技术总结
本发明涉及基于黄金分割算法的永磁同步电机最小损耗控制方法，通过在考虑铁损的情况下，等效dq轴坐标系下的永磁同步电机并形成等效电路；并根据等效电路计算永磁同步电机可变损耗；最终使用黄金分割法计算可变损耗的最小值。本发明采用了黄金分割法进行寻优算法，兼顾了数学模型求解的准确性和搜索算法的便利性。

技术研发人员：纪世忠,贺永鹏,金书辉,王明玥,孙传杰,刘松
受保护的技术使用者：天津电气科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15