[实用新型]带参数在线辨识的无速度传感器永磁同步电机矢量控制装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及永磁同步电机矢量控制技术领域，又涉及在线确定永磁同步电机参数的技术，特别是一种带参数在线辨识的无速度传感器永磁同步电机矢量控制装置。

背景技术：

随着各行业对自动化需求的不断增长，以机械参数为控制对象的伺服系统的应用也日益广泛。伺服系统中的永磁同步电机以其结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高等优点而引起人们的重视，并在工农业生产、国防和日常生活等方面获得越来越广泛的应用。

永磁同步电机伺服系统的核心是对永磁同步电机电磁转矩的快速、动态控制，而这只有在矢量控制技术出现之后，才真正得以实现。矢量控制亦称磁场定向控制，它是20世纪60、70年代由德国工科大学的Hasse博士首先发表，随后西门子公司的Blaschke又将这种一般化的概念形成系统理论。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制交流电机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对交流电机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制交流电机转矩的目的。由于在以永磁同步电机为核心的伺服控制系统中，采用的矢量控制方式所依据的是准确的被控永磁同步电机的参数，因此，对永磁同步电机参数的测量是实现矢量控制的首要步骤。然而永磁同步电机的参数是随着环境条件和电机的运行、发热状况的变化而变化的，因此必须随时对矢量控制运算中的电机参数进行修正，否则难以达到理想的控制效果。

发明内容：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种带参数在线辨识的无速度传感器永磁同步电机矢量控制装置。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：

一种带参数在线辨识的无速度传感器永磁同步电机矢量控制装置，包括参数在线辨识装置、q轴电流控制器、d轴电流控制器、逆Park变换单元、解耦控制器、空间矢量脉宽调制器、三相逆变器、电流互感器、Carke变换单元、Park变换单元、永磁同步电机、转速与角度观察器、三角函数发生器、速度控制器、以及位置控制器；转速与角度观察器从三相逆变器、电流互感器、参数在线辨识装置的输出端获得输入信号，其输出端分别连接到三角函数发生器、位置控制器、速度控制器、解耦控制器、以及参数在线辨识装置；转速与角度观察器的输出端连接到位置控制器的输入端；位置控制器的输出端与转速与角度观察器输出端连接到速度控制器的输入端；速度控制器的输出端与Park变换单元的q轴电流输出端均连接到q轴电流控制器的输入端；q轴电流控制器的输出端与解耦控制器的输出端连接到逆Park变换单元的输入端；Park变换单元的d轴电流输出端连接到d轴电流控制器的输入端；d轴电流控制器的输出端与解耦控制器的输出端连接到逆Park变换单元的输入端；逆Park变换单元的输出端与空间矢量脉宽调制器的输入端相连；空间矢量脉宽调制器的输出端连接到三相逆变器的输入端；三相逆变器的输出连接到永磁同步电机的定子线圈；电流互感器的输出端连接到Clarke变换单元的输入端；Clarke变换单元的输出端连接到Park变换单元的输入端；Park变换单元的输出端分别将永磁同步电机的d轴、q轴电流输出给解耦控制器、d轴电流控制器、q轴电流控制器；三角函数发生器的输出端连接到Park变换单元、逆Park变换单元；其特征在于：参数在线辨识装置的输入端分别与三相逆变器、电流互感器、三角函数发生器、以及转速与角度观察器相连接，参数在线辨识装置的输出端连接到解耦控制器和转速与角度观察器。

所述的参数在线辨识装置包括参数辨识启/停单元、参数在线辨识单元、参数存储单元、基频分量提取单元和三相交流/d-q坐标变换单元；基频分量提取单元的输出端与三相交流/d-q坐标变换单元的输入端相连，三相交流/d-q坐标变换单元的输出端与参数在线辨识单元的输入端相连接；参数在线辨识单元的输出端一方面连接到参数存储单元，另一方面连接到解耦控制器、转速与角度观察器的输入端；参数辨识启/停单元的输出端连接到参数在线辨识单元的控制输入端。

所述的参数在线辨识装置包括参数辨识启/停单元、参数在线辨识单元、参数存储单元和三相交流/d-q坐标变换单元；三相交流/d-q坐标变换单元的输入端分别与永磁同步电机的输入端、电流互感器的输出端相连接。

所述的参数在线辨识装置包括参数辨识启/停单元、参数在线辨识单元和参数存储单元；参数辨识单元的输入端分别与逆Park变换单元的输入端、Park变换单元输出端、转速与角度观察器的输出端、以及三角函数发生器的输出端相连接。

本实用新型的有益效果在于：