[发明专利]基于改进粒子群算法的异步电机关键状态信息跟踪方法

权利要求书

1.一种基于改进粒子群算法的异步电机参数跟踪方法，其特征在于：

在已经获得异步电机的转速、转子磁链和定子电流的前提下，通过改进的粒子群算法，实时获得电机转子时间常数T_r和励磁电感L_m；由所述的改进粒子群算法，获得电机转子时间常数T_r和励磁电感L_m的步骤如下：

(1)采用粒子最优历史位置和全局最优历史位置作为粒子的行动依据，寻找到全局最优位置，全局最优位置即守望子的初始位置，守望子是一个具有观察、自持和自省三个特点的特殊粒子；

(2)在守望子附近区域内重新部署粒子群，每个粒子对应着一个开环观测器，粒子的位置即为该开环观测器的参数值，守望子也对应着一个开环观测器；

(3)根据已知的异步电机的转速、转子磁链和定子电流，以及观测器的输出进行位置评估，根据当前最优的准则判定守望子是否为更新位置，守望子所处的位置也参与评估；

(4)循环步骤(2)、(3)步，实现参数辨识及跟踪。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)包括如下步骤：

(2A)以守望子为中心重新部署粒子群，在二维情况下，所述区域为矩形，表述为：

pAi=pwatcherA*(1+rand)pbi=pwatcherB*(1+rand)]]>

其中，和分别是第i个粒子的横坐标和纵坐标；pwatcher_A和pwatcher_B分别是守望子的横坐标和纵坐标；rand是一个均匀分布在-10％和+10％之间的随机变量；

(2B)构造开环转子磁链观测器

仅以转子磁链为状态变量，将异步电机模型降阶为二阶状态方程，在dq坐标系下有如下状态方程：

pψrdψrq=-1Tr00-1Trψrαψrβ+LmTr00LmTrisdisq]]>

其中，p为微分算子，ψ_rd和ψ_rq分别是转子d轴和q轴磁链；T_r是转子时间常数；L_m是励磁电感；i_sd和i_sq分别是定子d轴和q轴电流；

将上述方程重写为下式，辨识目标是状态参数A和输入参数B：

pψrd=-Aψrd+Bisdpψrq=-Aψrq+Bisq]]>

由于本观测器的仅用于评估参数的优劣，所以直接构造开环观测器如下：

pψ^rd=-pAiψ^rd+pBiisdpψ^rq=-pAiψ^rq+pBiisq]]>

其中，和分别是转子d轴和q轴磁链的估计值；和分别是待评估的状态参数和输入参数，也即粒子的位置，每个粒子对应一个上述观测器，包括守望子。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)包括如下步骤：

(3A)本方法以状态误差绝对值之和与时间乘积的积分ITAE作为评估目标，评估过程执行时间为T_do，采样时间为T_s，则评估过程共计算步；

第k步的ITAE计算如下，其中,k为自然数，

ITAEk=Σi=0kt(|ψrdi-ψ^rdi|+|ψrqi-ψ^rqi|)]]>

其中，t是从参数更新后开始计时的时间；和分别是第i步输入的d轴和q轴磁链，对于本法来说是已知值；和则分别是开环观测器输出的第i步的转子d轴和q轴磁链；守望子也要计算相应的ITAE；

(3B)守望子位置的更新只取决于本次迭代粒子群的评估值，其中最小的评估值对应的位置就被认为是全局最优位置，只有当守望子位置不是全局最优位置时，其位置才被更新到全局最优位置上，并以全局最优位置处的评估值作为自己的评估值。