一种电机的扰动预测方法、装置、设备及存储介质与流程

本技术涉及电机控制，更具体地说，涉及一种电机的扰动预测方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、永磁同步电机因其效率高、功率密度大，被广泛应用于数控机床、机器人、新能源汽车等现代工业领域。但永磁同步电机在实际运行中会遭受一系列的扰动，影响永磁同步电机的工作效率。

2、目前为抑制永磁同步电机在运行过程中产生的扰动，普遍使用pid控制器（比例积分微分控制器，proportional-integral-derivative control）实现对永磁同步电机的扰动抑制，在实际工况应用中，需要工作人员针对电机的不同工况，对pid控制器设备多组不同的pid参数，基于pid参数提升对电机的控制性和扰动抑制性。并且针对不同的电机，需要重新标定一次pid参数，同一pid参数无法适用于多个电机。上述方法，对电机扰动预测的准确性和适应性较差，反而无益于对电机扰动的抑制。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供了一种电机的扰动预测方法、装置、设备及存储介质，用于解决现有扰动预测方式预测不准确的问题。

2、为了实现上述目的，现提出的方案如下：

3、一种电机的扰动预测方法，应用于电机抑制扰动系统的控制器，所述电机抑制扰动系统还包括：预设扰动预测模型、线性扩张状态观测器和电机，该方法包括：

4、获取所述电机的电流、电压和电机参数；

5、基于所述电流、所述电压和所述线性扩张状态观测器的目标状态空间表达式进行计算，得到目标总扰动估计值；

6、将所述电流、所述电压和所述电机参数输入所述预设扰动预测模型，获得预测得到的目标扰动差值预测值，所述预设扰动预测模型的参数的参数值为，在上一预测时刻，依据所述预设扰动预测模型得到的目标扰动差值预测值与实际扰动差值之间的误差值满足预设条件的参数值，所述实际扰动差值为所述线性扩张状态观测器估算的上一预测时刻的所述目标总扰动估计值和实际总扰动值之间的差值，所述目标扰动差值预测值用于表征所述预设扰动预测模型对所述电机的所述目标总扰动估计值和所述实际总扰动值之间的差值的预测值；

7、基于所述目标总扰动估计值和所述目标扰动差值预测值，确定所述电机的目标总扰动预测值。

8、可选的，还包括：

9、将所述目标总扰动预测值以预设格式输入所述电机。

10、可选的，还包括：

11、获取当前所述电机的所述实际总扰动值，以及上一预测时刻的目标总扰动估计值和目标扰动差值预测值；

12、确定所述上一预测时刻的目标总扰动估计值和所述实际总扰动值之间的差值作为实际扰动差值；

13、确定所述上一预测时刻的目标扰动差值预测值与所述实际扰动差值之间的误差值；

14、若所述误差值不满足预设条件，以所述电流、所述电压和所述电机参数作为所述预设扰动预测模型的输入值，所述目标扰动差值预测值作为输出值，调整所述预设扰动预测模型参数的参数值，直至所述误差值满足所述预设条件，确定当前所述预设扰动预测模型的参数的参数值为目标参数值；

15、将参数值为所述目标参数值的所述预设扰动预测模型作为下一预测时刻的所述预设扰动预测模型。

16、可选的，所述目标状态空间表达式包括分别与d轴和q轴对应的目标状态空间表达式，该方法还包括：

17、获取所述电机的电流状态空间表达式，所述电流状态空间表达式用于表征所述电机的输入电压和输出电流之间的函数关系；

18、对所述电流状态空间表达式进行解耦，得到分别与d轴和q轴对应的状态方程；

19、分别针对d轴和q轴对应的所述状态方程执行下方步骤：

20、重写所述状态方程，得到与所述线性扩张状态观测器对应的初始状态空间表达式，所述线性扩张状态观测器用于基于所述电机实际输入值对扰动估计值进行估算；

21、基于所述初始状态空间表达式，确定所述实际输入值和所述扰动估计值的误差表达式；

22、调整所述误差表达式中的参数值，得到目标参数值，所述目标参数值使得所述误差表达式满足第一预设误差条件；

23、将所述目标参数值代入所述初始状态空间表达式，确定与所述线性扩张状态观测器对应的目标状态空间表达式。

24、可选的，所述电流包括分别与d轴和q轴对应电流，所述电压包括分别与d轴和q轴对应的电压；

25、所述基于所述电流、所述电压和所述线性扩张状态观测器的目标状态空间表达式进行计算，得到目标总扰动估计值，包括：

26、将与d轴对应的电流和与d轴对应的电压输入d轴对应的所述目标状态空间表达式，得到d轴目标扰动估计值；

27、将与q轴对应的电流和与q轴对应的电压输入q轴对应的所述目标状态空间表达式，得到q轴目标扰动估计值；

28、确定包含所述d轴目标扰动估计值和所述q轴目标扰动估计值的目标总扰动估计值。

29、一种电机的扰动预测装置，应用于电机抑制扰动系统的控制器，所述电机抑制扰动系统还包括：预设扰动预测模型、线性扩张状态观测器和电机，该装置包括：

30、参数获取单元，用于获取所述电机的电流、电压和电机参数；

31、扰动估计单元，用于基于所述电流、所述电压和所述线性扩张状态观测器的目标状态空间表达式进行计算，得到目标总扰动估计值；

32、差值预测单元，用于将所述电流、所述电压和所述电机参数输入所述预设扰动预测模型，获得预测得到的目标扰动差值预测值，所述预设扰动预测模型的参数的参数值为，在上一预测时刻，依据所述预设扰动预测模型得到的目标扰动差值预测值与实际扰动差值之间的误差值满足预设条件的参数值，所述实际扰动差值为所述线性扩张状态观测器估算的上一预测时刻的所述目标总扰动估计值和实际总扰动值之间的差值，所述目标扰动差值预测值用于表征所述预设扰动预测模型对所述电机的所述目标总扰动估计值和所述实际总扰动值之间的差值的预测值；

33、预测值确定单元，用于基于所述目标总扰动估计值和所述目标扰动差值预测值，确定所述电机的目标总扰动预测值。

34、可选的，还包括：

35、控制输入单元，用于将所述目标总扰动预测值以预设格式输入所述电机。

36、可选的，包括：

37、扰动信息获取单元，用于获取当前所述电机的所述实际总扰动值，以及上一预测时刻的目标总扰动估计值和目标扰动差值预测值；

38、差值确定单元，用于确定所述上一预测时刻的目标总扰动估计值和所述实际总扰动值之间的差值作为实际扰动差值；

39、误差值确定单元，用于确定所述上一预测时刻的目标扰动差值预测值与所述实际扰动差值之间的误差值；

40、参数调整单元，用于若所述误差值不满足预设条件，以所述电流、所述电压和所述电机参数作为所述预设扰动预测模型的输入值，所述目标扰动差值预测值作为输出值，调整所述预设扰动预测模型参数的参数值，直至所述误差值满足所述预设条件，确定当前所述预设扰动预测模型的参数的参数值为目标参数值；

41、参数确定单元，用于将参数值为所述目标参数值的所述预设扰动预测模型作为下一预测时刻的所述预设扰动预测模型。

42、一种电机的扰动预测设备，包括存储器和处理器；

43、所述存储器，用于存储程序；

44、所述处理器，用于执行所述程序，实现任一项所述电机的扰动预测方法的各个步骤。

45、一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现任一项所述电机的扰动预测方法的各个步骤。

46、本技术实施例基于线性扩张状态观测器的目标状态表达式，对电机的总扰动进行估计，但是由于线性扩张状态观测器得到的目标总扰动估计值仍然存在一定的误差，为提高对总扰动预测的准确性，采用预设扰动预测模型对电机实际总扰动与目标总扰动估计值之间的差值进行预测，得到的目标扰动差预测值可以作为对目标扰动估计值的补充值，最大可能地减少实际总扰动与目标扰动估计值之间的误差，提高本技术实施例对电机总扰动预测的准确性。

47、并且，预设扰动预测模型是基于上一预测时刻的目标扰动差值预测值与实际扰动差值之间的差值是否满足预设条件来调整模型参数的参数值，使得预设扰动预测模型的参数更适应当前预测时刻的差值预测状态，提升预设扰动预测模型在预测过程中的灵活性和准确性。