一种电机参数的高精度辨识方法及系统

本发明涉及数据处理，特别是涉及一种电机参数的高精度辨识方法及系统。

背景技术：

1、在伺服控制的过程中，需要获知电机的定子电阻、q轴电感、d轴电感等重要参数，才能精确地控制电机。然而市面上大部分电机在出厂时标定的电机参数值为一个存在一定允许误差的数值，在实际生产的电机中存在着误差。而且随着电机高转速运行，使得电机温升严重时，上述电机参数又均会发生不同程度的变化，从而对电机控制的精度和可靠性产生影响。

2、传统的电机参数辨识通常是离线辨识方式，无法适应电机高速运行下高温导致的电机参数变化。现有的在线电机参数辨识则往往针对d轴电感q轴电感相等的标贴式电机，而针对内嵌式电机的在线辨识方法通常计算量较大，因为持续辨识也很难对辨识出来的结果做二次校验。例如，1)公开号为cn114094900a的中国专利申请，该申请提供了一种永磁同步电机参数在线辨识方法，可以实现对包括定子电感、转子永磁体磁链等的电机参数的解耦和在线辨识方法。该方法首先通过模型预测控制方法推导出电流预测误差公式，进一步解耦出电机的定子电感和转子磁链，减少电机参数间的相互影响和相互作用，接着利用卡尔曼滤波算法对离散线性系统进行在线辨识方法，预测并修正状态向量，经滤波后的电机参数能够削弱电机在运转过程中由于外界环境变化导致的谐波波动，对排除外界因素的干扰，提高电机控制的精度有着很大的意义。2)公开号为cn116094392a的中国专利申请，该申请公开了一种混合信号注入的内嵌式永磁同步电机在线参数辨识方法。其首先提出了一种考虑基频电阻与高频电阻差异的内嵌式永磁同步电机在线参数辨识方法数学模型，包括基频的稳态增量模型与高频的小信号动态模型；其次，根据内嵌式永磁同步电机在线参数辨识方法的高频小信号动态模型，提出了基于双频率正弦电流信号注入的在线参数辨识方法，用于计算运行工况点下的增量自感和增量互感；最后，根据内嵌式永磁同步电机在线参数辨识方法的基频稳态增量模型，提出了基于直流电流信号注入的在线参数辨识方法，用于计算运行工况点下的磁链值与基频等效损耗电阻值。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种电机参数的高精度辨识方法及系统，能够在较小的计算量下，精确可靠地在不同工况下对电机进行控制，且能够防止单次辨识大误差值导致的运行失常。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种电机参数的高精度辨识方法，包括：

4、对电机参数进行离线辨识得到离线辨识结果；所述电机参数包括电阻和电感；所述离线辨识结果包括电机离线状态下的电阻以及电机离线状态下的电感；

5、获取电机温度和电机转速，并当所述电机温度或所述电机转速发生变化且超过阈值时，以所述离线辨识结果为初始在线辨识结果，对电机参数进行循环在线辨识得到在线辨识结果；

6、在对电机参数进行循环在线辨识过程中，实时获取当前在线辨识结果和上一在线辨识结果间的比值，当所述比值满足设定范围时，对当前在线辨识结果和上一在线辨识结果进行加权处理得到最终的电机参数。

7、可选地，对电机参数进行离线辨识得到离线辨识结果，具体包括：

8、电机离线状态下，在设定时间内，确定电机在加载第一电压时的第一累加电流，以及电机在加载第二电压时的第二累加电流；

9、基于所述第一电压、所述第一累加电流、所述第二电压、所述第二累加电流以及管压降电压辨识得到电机离线状态下的电阻；

10、以高频注入的方式辨识电机离线状态下的q轴电感和d轴电感，以辨识得到电机离线状态下的电感。

11、可选地，以高频注入的方式辨识电机离线状态下的q轴电感和d轴电感，具体包括：

12、在设定频率下，确定电机在加载第一电压时的最大电流和最小电流，以及电机在加载第二电压时的的最大电流和最小电流；

13、基于第一电压、第二电压、电机在第一电压时的最大电流和最小电流，以及电机在加载第二电压时的的最大电流和最小电流辨识得到所述q轴电感和所述d轴电感。

14、可选地，采用递推最小二乘法对电机参数进行循环在线辨识。

15、可选地，所述设定范围为[0.8,1.2]。

16、可选地，最终的电机参数为：

17、r＝α·rnew+(1-α)·rlast；

18、ld＝α·ldnew+(1-α)·ldlast；

19、lq＝α·lqnew+(1-α)·lqlast；

20、式中，r为最终辨识得到的电阻，α为加权系数，rnew为当前在线辨识结果中的电阻，rlast为上一在线辨识结果中的电阻，ld为最终辨识得到的d轴电感，lq为最终辨识得到的q轴电感，ldnew为当前在线辨识结果中的d轴电感，lqnew为当前在线辨识结果中的q轴电感。

21、进一步，本发明还提供了一种电机参数的高精度辨识系统，所述系统用于实施上述提供的电机参数的高精度辨识方法；所述系统包括：

22、离线辨识模块，用于对电机参数进行离线辨识得到离线辨识结果；所述电机参数包括电阻和电感；所述离线辨识结果包括电机离线状态下的电阻以及电机离线状态下的电感；

23、在线辨识模块，与所述离线辨识模块连接，用于获取电机温度和电机转速，并当所述电机温度或所述电机转速发生变化且超过阈值时，以所述离线辨识结果为初始在线辨识结果，对电机参数进行循环在线辨识得到在线辨识结果，并用于在对电机参数进行循环在线辨识过程中，实时获取当前在线辨识结果和上一在线辨识结果间的比值，当所述比值满足设定范围时，对当前在线辨识结果和上一在线辨识结果进行加权处理得到最终的电机参数；

24、状态切换模块，与所述在线辨识模块连接，用于控制所述在线辨识模块的启停。

25、可选地，所述在线辨识模块包括四种运行状态；

26、状态一为初始状态；状态二为在线辨识电机参数状态；状态三为比值确定和比值范围判断状态；状态四为加权辨识状态；

27、所述状态一用于获取电机温度和电机转速，并确定所述电机温度或所述电机转速是否发生变化；

28、所述状态二用于对电机参数进行在线辨识得到一次在线辨识结果；

29、所述状态三用于实时获取当前在线辨识结果和上一在线辨识结果间的比值，并确定所述比值是否满足设定范围；

30、所述状态四用于对当前在线辨识结果和上一在线辨识结果进行加权处理得到最终的电机参数。

31、可选地，当所述电机温度或所述电机转速的变化超过阈值时，所述状态切换模块用于将所述在线辨识模块的运行状态从状态一切换为状态二；当完成一次在线辨识结果记录后，所述状态切换模块用于将所述在线辨识模块的运行状态从状态二切换为状态三；当所述比值满足设定范围时，所述状态切换模块用于将所述在线辨识模块的运行状态从状态三切换为状态四；当完成电机参数识别后，所述状态切换模块用于将所述在线辨识模块的运行状态从状态四切换为状态一。

32、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

33、本发明先在电机实际运行前进行离线参数辨识，以获取到一组精准的电机参数(即离线辨识结果)，之后在实际运行中实时判断电机的温度和转速，每当温度或转速变化超过阈值时，进行在线参数辨识，以更新一组电机参数，并在得到结果后，对其是否满足条件进行判断，再与之前的辨识结果进行加权出新的电机参数，从而能够在较小的计算量下，精确可靠地在不同工况下对电机进行控制。同时，能够防止单次辨识大误差值导致的运行失常。