[发明专利]一种低速电动车用感应电机转子电阻及定子电阻在线辨识方法

说明书

本发明提供了一种低速电动车用感应电机转子电阻及定子电阻在线辨识方法，其分别基于改进转子磁链模型及改进定子磁链模型实现对转子电阻及定子电阻的辨识，且通过转子电阻及定子电阻的交互式更新提高两者辨识精度。该发明在保留基于转子磁链模型的优势基础上采用可变截至频率的高通滤波器优化转子磁链电压模型，有效地避免纯积分环节带来的直流偏置及积分饱和问题。同时，基于改进定子磁链模型对定子电阻进行在线辨识，并将辨识的定子电阻反馈至转子磁链电压模型，避免定子电阻变化降低转子电阻辨识精度的问题。本发明应用于转子磁链定向矢量控制系统，使转子磁链定向更加准确，确保车用感应电机控制系统的高效运行，提升整车的动力性及可靠性。

技术领域

本发明属于电机控制领域，涉及一种电机参数辨识方法，特别是一种低速电动车用感应电机转子电阻及定子电阻在线辨识方法。

背景技术

近年来，随着环境污染及能源问题日益严峻，传统燃油车因其热效率低、污染大等弊端，已不能满足新时代汽车的发展趋势。许多国家已制定了燃油禁售时刻表，我国也正制定相关的计划，国家对电动车的支持及相关政策的发布进一步指明了纯电动汽车已成为我国汽车工业战略发展方向之一。电动车按其车速分为高速车和低速车，例如特斯拉等高速车，具有高速高续驶里程的优点，但其价格相对昂贵，因此无法大规模普及。然而，低速电动车其价格低廉，动力性良好且能够满足城际间中短途需求，基于低速车的诸多优点受到大众追捧，近几年低速电动车市场一片繁荣。电动汽车的核心动力来源就是驱动电机，其性能对低速电动车的性能起决定性作用，交流感应电机具有价格低廉，可靠性高、免维护等特点，且矢量控制技术的发展使异步电机具有了与直流电机相媲美的调速性能，使其成为低速电动车用驱动电机的优良选择。

车用感应电机通常采用转子磁链定向的矢量控制，其实现了励磁及转矩的解耦控制使感应电机具有优异的转矩响应特性，但其高性能控制是以准确的电机参数为前提的，其中最重要的是转子电阻。离线辨识可确定准确的电机参数初始值，但电机在运行过程中其参数受环境的影响是不断变化的，而转子电阻受温度变化的影响最为显著。若控制过程中使用不准确的转子电阻，就会造成磁链定向不准，使电机控制性能下降甚至导致控制系统崩溃。因此，为了有效避免因参数变化导致控制系统性能下降的问题，对转子电阻进行在线辨识尤为必要。

目前针对转子电阻的在线辨识，国内外学者提出了诸多辨识方法，其中主要包括：最小二乘法、卡尔曼滤波器法、模型参考自适应法(MRAS)、智能算法。其中，模型参考自适应法具有应用简单且性能高的优势得到广泛应用。其中，基于转子磁链模型的转子电阻在线辨识方法最为简单方便，但该方法中参考模型为纯积分环节，较小的直流偏移误差及初始值误差都将导致积分饱和，使参考模型计算出的转子磁链偏离真实值，进而无法实现对转子电阻的有效辨识。同时，该方法易受定子电阻变化的影响。因此，在保留基于转子磁链模型的转子电阻在线辨识方法优势的基础上，克服其存在的劣势提出一种更为有效的电机参数辨识方法值得研究。

发明内容

本发明的目的是解决因电机参数变化降低电动车用感应电机控制系统整体性能的问题，寻找一种简单有效的电机参数辨识方案。因此，本发明在保留基于转子磁链模型的转子电阻在线辨识方法优势的基础上对该方法存在的问题进行改进，提供了一种低速电动车用感应电机转子电阻及定子电阻在线辨识方法。通过将该方法辨识的转子电阻反馈至转子磁链角观测器，使转子磁链定向更为准确，保证感应电机控制系统整体性能的充分发挥。

本发明主要是采用以下技术方案实现：

一种低速电动车用感应电机转子电阻及定子电阻在线辨识方法，包括基本的感应电机转子磁链定向矢量控制，其步骤如下：