本申请通常涉及永磁同步电动机,更具体地,涉及用于调试无位置传感器永磁同步电动机(pmsm)的控制系统的无位置传感器控制参数的方法和装置。
背景技术:
1、pmsm广泛应用于工控、伺服、汽车、航空航天以及医疗器械等领域。pmsm的控制系统需要实时获取电机转子的位置信息,可以通过设置在转子上的位置传感器来得到电机转子的位置,但是位置传感器的存在使得pmsm的结构更加复杂,并且位置传感器受外界环境影响较大,有可能在恶劣环境下检测到的位置信息不准确,从而导致pmsm的可靠性降低。
2、已经开发了无位置传感器方法来解决上述位置传感器可能带来的问题,无位置传感器方法使得pmsm的控制系统无需在电机上安装位置传感器而估计转子的位置。可以将采用无位置传感器方法的pmsm称为无位置传感器pmsm。
3、常用的无位置传感器方法包括基于观测器的控制方法,如反电动势(emf)估计和卡尔曼滤波方法,这些方法通过估计反电动势来估计转子位置,由于反电动势的幅值与电机速度成正比,因此这种方法在高速范围内工作得很好,但是难以在零速或低速区域准确地估计位置信息。
4、高频注入(hfi)方法是典型的能够在零速或低速范围估计转子位置的无位置传感器方法。hfi方法的原理是在基础电压控制信号上叠加注入高频电压或电流信号,把pmsm的高频电流或电压响应信号进行处理,经过误差跟踪算法得到估计的转子位置。由于注入的高频信号的响应是外部信号叠加到电机基础控制电流上高频信号的响应,所以估计的位置信号与电机基础电压电流信号的强度无关,是基于外加高频注入信号的高频响应,所以hfi方法可以在电机的零速或低速阶段实现电机位置的准确估计,具有非常明显的优势。然而,hfi方法对无位置传感器控制参数非常敏感,因此需要在调试阶段为pmsm的控制系统找到合适的无位置传感器控制参数,调试者在调试pmsm的控制系统的无位置传感器控制参数时需要长时间的测量,误差跟踪,参数调整,以找到最佳的无位置传感器控制参数组合。因此,如果能够提高无位置传感器pmsm的控制系统的无位置传感器控制参数的调试效率,将是有利的。
技术实现思路
1、提供下面的简介是为了以简单的形式介绍选择的一些概念,在后面的详细说明中会进一步描述这些概念。该简介不是想要突出所要求保护主题的关键特征或必要特征,也不是想要限制所要求保护主题的范围。
2、根据本申请的一个方面,提供了一种用于调试无位置传感器pmsm的控制系统的无位置传感器控制参数的方法,包括:利用该无位置传感器控制参数配置该pmsm的该控制系统;获取该pmsm的该控制系统在该无位置传感器控制参数下产生的该pmsm的转子的估计位置;获取利用安装在该pmsm上的位置传感器检测的该转子的实际位置;基于该转子的该估计位置和该实际位置确定位置估计误差;将该位置估计误差和该估计位置作为神经网络(nn)模型的输入,来获得该nn模型输出的更新的该无位置传感器控制参数。
3、根据本申请的一个方面,提供了一种用于调试无位置传感器pmsm的控制系统的无位置传感器控制参数的系统,包括:该pmsm;安装在该pmsm上的位置传感器;控制设备,被配置为执行以下操作:利用该无位置传感器控制参数配置该pmsm的该控制系统;获取该pmsm的该控制系统在该无位置传感器控制参数下产生该pmsm的转子的估计位置;获取利用安装在该pmsm上的位置传感器检测的该转子的实际位置;基于该转子的该估计位置和该实际位置确定位置估计误差;将该位置估计误差和该估计位置作为nn模型的输入,来获得该nn模型输出的更新的该无位置传感器控制参数。
4、根据本申请的一个方面,提供了一种用于调试无位置传感器pmsm的控制系统的无位置传感器控制参数的装置,包括:参数配置模块,用于利用该无位置传感器控制参数配置该pmsm的该控制系统;位置信息获取模块,用于获取该pmsm的该控制系统在该无位置传感器控制参数下产生的该pmsm的转子的估计位置,以及获取利用安装在该pmsm上的位置传感器检测的该转子的实际位置;位置估计误差确定模块,用于基于该转子的该估计位置和该实际位置确定位置估计误差;以及参数更新模块,用于将该位置估计误差和该估计位置作为nn模型的输入,来获得该nn模型输出的更新的该无位置传感器控制参数。
5、根据本申请的一个方面,提供了一种用于调试无位置传感器pmsm的控制系统的无位置传感器控制参数的装置,包括:一个或多个处理器以及存储器,该存储器存储计算机可执行指令,所述指令当被执行时使得所述一个或多个处理器执行根据本公开各个实施例的方法。
6、根据本申请的一个方面,提供了一种机器可读存储介质,其存储有可执行指令,所述指令当被执行时使得一个或多个处理器执行根据本公开各个实施例的方法。
7、利用根据本公开的pmsm无位置传感器控制参数的调试方法,使用基于神经网络的自动调整方法来找到给出最小位置估计误差的最优pmsm无位置传感器控制参数。通过采用根据本公开的调试系统,由控制设备自动地配置测试设备的控制系统,控制测试设备的在线测试,收集测试结果,并利用神经网络模型高效地调整无位置传感器控制参数,从而不断地改进无位置传感器控制参数。由此,能够节省操作员的长时间的跟踪和调试,利用神经网络更高效地预测pmsm无位置传感器控制参数的最佳组合,自动完成调试工作,从而在不同的各种pmsm应用项目中更快速和高效地完成pmsm无位置传感器控制参数调试工作。本申请实施例的其他优点将在下文中加以说明。
1.一种用于调试无位置传感器永磁同步电动机(pmsm)的控制系统的无位置传感器控制参数的方法,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述pmsm的所述控制系统的所述无位置传感器控制参数包括:高频注入(hfi)信号的幅度、位置观测器的增益系数,其中,所述位置观测器的增益系数包括所述位置观测器的p增益系数、i增益系数和d增益系数。
3.根据权利要求1或2所述的方法,还包括:
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述预定的条件包括:所述位置估计误差小于位置估计误差阈值。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述nn模型包括全连接nn模型。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述nn模型包括输入层、一个或多个隐藏层和输出层,所述输入层包括第一神经元和第二神经元,其分别接收所述位置估计误差和所述估计位置,所述输出层包括第一神经元、第二神经元、第三神经元和第四神经元,其分别输出所述p增益系数、所述i增益系数、所述d增益系数和所述hfi信号的幅度。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述nn模型仅包括一个隐藏层,所述一个隐藏层包括第一神经元、第二神经元、第三神经元和第四神经元,或者,所述一个隐藏层包括第一神经元、第二神经元、第三神经元、第四神经元和第五神经元。
8.一种用于调试无位置传感器永磁同步电动机(pmsm)的控制系统的无位置传感器控制参数的系统,包括:
9.根据权利要求8所述的系统,其中,所述pmsm的所述控制系统的所述无位置传感器控制参数包括:高频注入(hfi)信号的幅度、位置观测器的增益系数,其中,所述位置观测器的增益系数包括所述位置观测器的p增益系数、i增益系数和d增益系数。
10.根据权利要求8或9所述的系统,其中,所述控制设备被配置为执行以下操作:
11.根据权利要求10所述的系统,所述预定的条件包括:所述位置估计误差小于位置估计误差阈值。
12.根据权利要求8或9所述的系统,其中,所述nn模型包括全连接nn模型。
13.根据权利要求12所述的系统,其中,所述nn模型包括输入层、一个或多个隐藏层和输出层,所述输入层包括第一神经元和第二神经元,其分别接收所述位置估计误差和所述估计位置,所述输出层包括第一神经元、第二神经元、第三神经元和第四神经元,其分别输出所述p增益系数、所述i增益系数、所述d增益系数和所述hfi信号的幅度。
14.根据权利要求13所述的系统,其中,所述nn模型仅包括一个隐藏层,所述一个隐藏层包括第一神经元、第二神经元、第三神经元和第四神经元,或者,所述一个隐藏层包括第一神经元、第二神经元、第三神经元、第四神经元和第五神经元。
15.一种用于调试无位置传感器永磁同步电动机(pmsm)的控制系统的无位置传感器控制参数的装置,包括:
16.一种用于调试无位置传感器永磁同步电动机(pmsm)的控制系统的无位置传感器控制参数的装置,包括:
17.一种机器可读存储介质,其存储有可执行指令,所述指令当被执行时使得一个或多个处理器执行如权利要求1到7中任一个所述的方法。