[发明专利]基于增量式模型参考自适应的永磁同步电机电感辨识算法

权利要求书

1.一种基于增量式模型参考自适应的永磁同步电机电感辨识算法，其包括以下步骤：

1）设置一包括位置传感器、永磁同步电机、转速计算模块、速度环PI调节器、电流传感器、求和模块、坐标变换模块、电流环PI调节器、SVPWM模块、电流环PI调节器和逆变器的永磁同步电机矢量控制系统，其中SVPWM模块为空间矢量脉宽调制模块；

2）电流传感器将检测到的永磁同步电机三相定子电流i_a、i_b和i_c输入至坐标变换模块内，对其进行三相/两相坐标变换，得到两相静止坐标系下的电流分量i_α、i_β；

3）在坐标变换模块内，根据接收到的永磁同步电机转子旋转过的电角度θ，对两相静止坐标系下的电流分量i_α、i_β再进行静止-旋转坐标变换，得到两相同步旋转dq坐标系下的电流检测值i_d、i_q；

4）永磁同步电机转子旋转过的电角度θ输入至转速计算模块内，对电角度θ进行微分，得到转速反馈值ω；

5）将步骤4）得到的转速反馈值ω与预先给定的转速指令值ω^*作为速度环PI调节器的输入，经过运算处理得到电流指令值

6）由步骤5）得到的电流指令值预先给定的电流指令值分别与电流检测值i_q、i_d比较，比较值分别作为q轴电流环PI调节器、d轴电流环PI调节器的输入，经过运算处理分别得到q轴电流环PI调节器、d轴电流环PI调节器的输出参考电压

7）参考电压和转子旋转过的电角度θ输入到SVPWM模块，SVPWM模块计算出三相PWM占空比，并将输出的相应的三相PWM波形输入到逆变器，由逆变器输出三相电压驱动永磁同步电机工作。

2.如权利要求1所述的基于增量式模型参考自适应的永磁同步电机电感辨识算法，其特征在于：所述步骤3）中，所述永磁同步电机的定子q轴电感L_q辨识方法包括以下步骤：

（1）在两相同步旋转坐标系dq下建立永磁同步电机的定子d轴、q轴电压方程：

u_d=Ri_d+L_ddi_d/dt-ωL_qi_q，

u_q=Ri_q+L_qdi_q/dt+ωL_di_d+ωψ_f，

其中：u_d、u_q分别为定子d、q轴电压，i_d、i_q分别为定子d、q轴电流，R为定子电阻，L_d、L_q分别为定子d、q轴电感，ψ_f为永磁体磁链，ω为转子转速；

（2）根据所述步骤（1）中定子电压方程，在上上周期(k-2)T_s和上一周期(k-1)T内分别建立永磁同步电机离散电压方程：

u_q(k-2)=R(i_q(k-2)+i_q(k-1))/2+L_q(i_q(k-1)-i_q(k-2))/T_s+ωL_di_d+ωψ_f，

u_q(k-1)=R(i_q(k)+i_q(k-1))/2+L_q(i_q(k)-i_q(k-1))/T_s+ωL_di_d+ωψ_f，

其中，T_s为控制周期，u_q(k-2)、i_q(k-2)分别为上上控制周期q轴电压、电流，u_q(k-1)、i_q(k-1)分别为上一控制周期q轴电压、电流，i_q(k)为当前控制周期q轴电流；

（3）忽略与转速相关的电压项的变化，将步骤（2）中的两个永磁同步电机离散电压方程相减，并忽略R的影响，得到永磁同步电机的增量形式数学模型：

iq(k)=2iq(k-1)-iq(k-2)+TsLq(uq(k-1)-uq(k-2));]]>

（4）在所述步骤（3）的永磁同步电机的增量形式数学模型的基础上结合模型参考自适应原理建立基于增量式模型参考自适应的永磁同步电机电感辨识算法：

iq^(k)=2iq(k-1)-iq(k-2)+b^(k-1)u(k-1),]]>

ϵ(k)=iq(k)-iq^(k),]]>

u(k-1)=u_q(k-1)-u_q(k-2)，

b^(k)=b^(k-1)+βu(k-1)1+βu(k-1)2ϵ(k),]]>

Lq(k)=Ts/b^(k);]]>

其中，i_q(k)是当前控制周期永磁同步电机定子q轴电流，即参考模型的输出；是i_q(k)的估计值，ε(k)是参考模型和可调模型输出的差，参考电压的增量(u_q(k-1)-u_q(k-2))不为零，β为自适应增益，L_q(k)是当前控制周期q轴电感的辨识结果，是T_s/L_q(k)的辨识结果。

3.如权利要求2所述的基于增量式模型参考自适应的永磁同步电机电感辨识算法，其特征在于：所述步骤（3）中，判断参考电压增量(u_q(k-1)-u_q(k-2))的幅值是否超过设定的阈值，如果超过，所述基于增量式模型参考自适应的永磁同步电机电感辨识算法起作用；否则，所述基于增量式模型参考自适应的永磁同步电机电感辨识算法不起作用。