[发明专利]一种直线牵引电机无速度传感器控制系统速度估计方法

权利要求书

1.一种直线牵引电机无速度传感器控制系统速度估计方法，其特征在于，利用同步参考坐标系锁频环，完成直线牵引电机不同工况下的速度估计，包括以下步骤：

(1)根据次级反电动势信号的α、β分量计算次级反电动势信号频率：

直线牵引电机的电压模型为：

式(1)中：Ψ_s和Ψ_r分别为直线牵引电机的初级磁链矢量和次级磁链矢量，u_s和i_s分别为直线牵引电机的初级电压矢量和初级电流矢量，且有：

Ψ_s＝[Ψ_sα Ψ_sβ]^TΨ_r＝[Ψ_rα Ψ_rβ]^T u_s＝[u_sα u_sβ]^T i_s＝[i_sα i_sβ]^T

L_m′、L_s′、L_r′、σ′分别代表考虑动态边端效应后的直线牵引电机的励磁电感、初级电感、次级电感和漏磁系数；R_s为直线牵引电机的初级电阻；

通过直线牵引电机的电压模型进一步可得：

式(2)中：p为微分算子，e_s和e_r分别为直线牵引电机的初级反电动势矢量和次级反电动势矢量，且有：

e_s＝[e_sα e_sβ]^T e_r＝[e_rα e_rβ]^T

其中：e_sα和e_sβ分别为初级反电动势的α、β分量，T为转置符号；

对式(2)进行简化，可得：

式(3)中：L_ls和L_lr分别为直线牵引电机的初级漏感和次级漏感；

使式(3)得到的次级反电动势信号满足：

式(4)中：e_rα和e_rβ分别为次级反电动势的α、β分量，ω和分别为次级反电动势信号的频率和初相；

对式(4)进行取微分，则有：

由式(5)可得，次级反电动势信号的频率为：

(2)根据步骤(1)所得次级反电动势的频率进行前置滤波以及归一化处理，估计得到直线牵引电机的速度：

利用前置滤波器滤除次级反电动势的低次谐波，然后将滤波后的d-q轴反电动势分量幅值归一化处理，再变换到α-β轴下进行频率估计，最后通过输出滤波器来提升估计转速信号的抗干扰能力；

(3)将步骤(2)所计算得的速度输入到直线牵引电机矢量控制系统，进行后续模型计算；将u_s、i_s输出到速度估计算法中，实现直线牵引电机牵引系统无速度传感器运行。