[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

说明书

本发明公开了一种电机参数畸变情况下的机电设备相似分析方法及装置，其中，方法包括：基于拉格朗日方程得到与机电设备机械部分有关的物理量，并通过量纲分析法得到与机械部分有关的相似准则；基于反拉氏变换将s域中代数方程描述的控制算法用时域中的常微分方程进行描述，并利用方程分析法得到与机电设备控制‑电气部分有关的相似准则；根据机械部分与控制‑电气部分之间的相互作用关系，进一步得到补充的相似准则；考虑电机的实际畸变情况，采用对部分相似比进行调整以及增设反馈回路进行参数补偿两个措施，并计算修正后缩尺模型中各参数的取值。该方法有效提升了缩尺模型电机选型的灵活性，有利于针对复杂机电设备开展相似分析。

技术领域

本发明涉及机电一体化技术领域，特别涉及一种电机参数畸变情况下的机电设备相似分析方法及装置。

背景技术

目前，机电设备在工业界获得了广泛的应用，由于机电设备的性能在很大程度上取决于自身的动力学特性，因此对机电设备进行动力学分析具有重要的意义。然而，机电设备的动力学性能呈现复杂的机电耦合特性，具体表现为机电设备中的机械部分、控制部分以及电气部分之间互相作用，互相影响。由于这种内在的复杂性，目前通过数学模型对机电设备进行的研究通常局限于单轴机电系统，没有考虑多轴机电系统中各轴之间的力相互作用以及系统惯量的时变特性。为了弥补数学模型这方面的不足，在许多研究与工程实践中采用物理模型对分析结果进行检验和修正，但是，物理模型制造成本通常比较高昂，这一问题在对复杂的多轴系统进行分析时尤为明显，因此采用物理模型的方法在分析成本上存在不足。

综合来看，目前对机电设备常用的分析方法，无法有效地平衡分析准确性和分析成本之间的矛盾，需要一种新的分析方法作为补充。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种电机参数畸变情况下的机电设备相似分析方法，该方法有效提升了对机电设备开展的相似分析的效率和准确性。

本发明的另一个目的在于提出一种电机参数畸变情况下的机电设备相似分析装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电机参数畸变情况下的机电设备相似分析方法，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的表达式；基于反拉氏变换，将所述控制算法从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。