[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

说明书

技术领域

本发明涉及电机电感辨识算法，特别是关于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。

背景技术

随着永磁材料性能的不断提高和完善，永磁电机研究开发经验的逐步成熟，永磁同步电机向大功率化、高性能和微型化发展。由于采用永磁体提供气隙磁通，永磁同步电机均具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高等优点,在高性能伺服控制等领域获得了广泛的应用。

永磁同步电机的高性能应用场合通常需要实现对电磁转矩的准确快速控制。永磁同步电机的电磁转矩与电流密切相关。为提高永磁同步电机的电流性能而采用的新颖控制策略如预测控制等等，对电机数学模型及其参数的准确性提出了较高要求。电感是与电流变化速度密切相关的电机参数。电流的高性能控制策略或者参数设计规则往往要使用到电感这一参数。

采用参数在线辨识方案是获取电机参数的一种有效手段。目前已有的电机参数辨识方案往往以d、q轴电压方程为电机数学模型，同时辨识电阻、电感、磁链等多个电机参数，使得系统复杂，且通常需要相当大的运算量。在电力传动进入低成本时代的当前背景下，迫切需要软硬件开销少的电机参数在线辨识算法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供能够大幅减少计算量和降低参数敏感性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。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：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。

所述步骤3）中，所述本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：