[发明专利]电机参数畸变情况下的机电设备相似分析方法及装置

权利要求书

1.一种电机参数畸变情况下的机电设备相似分析方法，其特征在于，包括：

确定机电设备的机械部分与控制-电气部分；

基于拉格朗日方程推导得到所述机械部分的动力学方程式；

基于所述动力学方程式得到与所述机械部分有关的参数；

利用所述与所述机械部分有关的参数基于量纲分析法，推导得到与所述机械部分有关的相似准则的表达式；

基于反拉氏变换，将控制算法从s域的代数方程描述转换为时域中的常微分方程描述，确定转换后的控制算法的表达式；

基于所述转换后的控制算法的表达式利用方程分析法，得到与所述控制-电气部分有关的相似准则的表达式；

基于所述机械部分与所述控制-电气部分之间依靠的参数并利用量纲分析法，得到机电设备相似分析时的补充相似准则的表达式；

根据预设相似准则，判断电机参数是否发生畸变问题；

在电机的转动惯量发生所述畸变问题时，对电机减速器减速比的相似比进行调整；

在电机的电阻发生畸变问题时，对比例-积分控制方式的电流环控制器比例常数和积分常数的相似比进行调整，并在缩尺模型中增设一条从电机角速度至电机输入电压的负反馈回路，以补偿电机的反电动势常数；

根据基本相似比，且根据所述与所述机械部分有关的相似准则的表达式、与所述控制-电气部分有关的相似准则的表达式、机电设备相似分析时的补充相似准则的表达式结合相似比调整，得到与机电设备有关的各参数的相似比，计算缩尺模型中各参数的值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述机械部分包括除电机及驱动电路以外的所有实体部分，所述控制-电气部分包括电机及其驱动电路、控制器以及相应的控制算法。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动力学方程式表示为：

其中，N为构件总数，t为时间，q为驱动角度，为驱动角速度，m_n与J_n分别为第n个构件的质量和转动惯量矩阵，r_n与分别为第n个构件的质心位置矢量和速度矢量，r_n0为第n个构件的初始位置矢量，ω_n为第n个构件的角速度矢量，g为重力加速度矢量，Q为驱动力矩。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相似准则的表达式为：

π₁＝[q]，

其中，[q]、[J_n]、[Q]分别表示q、J_n、Q中的任意元素。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转换后的控制算法的表达式为：

其中，Ni、Mi分别为前馈通路中第i个环节的传递函数的分子阶数和分母阶数，u_i、v_i分别为前馈通路中第i个环节的输入与输出变量，p_ij只有0和1两种取值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与所述控制-电气部分有关的相似准则的表达式为：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机电设备相似分析时的补充相似准则的表达式为：

其中，电机角度θ、驱动角度q、电机输出力矩T、驱动力矩Q。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设相似准则为：

其中，J_m表示电机的转动惯量，K_t表示电机的力矩常数，R表示电机的电阻，并分别计算π_m和π_R在原型样机以及缩尺模型中的值，如果π_m在原型样机以及缩尺模型中的值不相同，则发生电机的转动惯量发生畸变问题，如果π_R在原型样机以及缩尺模型中的值不相同，则电机的电阻发生畸变问题。