[发明专利]一种基于参数辨识的永磁同步电机单电流传感器控制方法

权利要求书

1.一种基于参数辨识的永磁同步电机单电流传感器控制方法，基于在线参数辨识实现，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、实时采集永磁同步电机的转速、转子位置角及a相电流；

步骤二、建立永磁同步电机在αβ轴坐标系下的简化数学模型；

步骤三、对所述简化数学模型中的微分量进行离散化处理，推导出基于a相实测电流的定子电感和转子磁链的参数辨识方程；

步骤四、采用递推最小二乘法对定子电感和转子磁链进行在线参数辨识；

步骤五、利用参数辨识得到的电机实际参数进行基于模型的相电流重构；

步骤六、利用相电流重构得到的三相电流进行永磁同步电机预测控制。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤二中建立永磁同步电机在αβ轴坐标系下的简化数学模型具体基于以下假设：

(1)永磁同步电机的磁路特性为线性，没有磁滞、磁路饱和的现象；

(2)定子三相绕组参数值相同，角度相隔120°，且在气隙中形成的磁场为正弦分布；

(3)定子绕组和转子永磁体间形成的气隙均匀分布；

永磁同步电机采用表贴式结构，由此建立的简化数学模型为：

式中，u_α、u_β为αβ坐标系下的定子电压；i_α、i_β为αβ坐标系下的定子电流；Ψ_r为永磁体磁链；R_s为定子电阻；L_s为定子电感；ω_e为转子的电角速度；θ为转子位置角度，t为时间。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤三中推导出基于a相实测电流的定子电感和转子磁链的参数辨识方程具体包括：

①.将方程中的微分量在k～k+1时刻内离散化，令：

代入原方程后得到离散化的永磁同步电机αβ轴坐标系下的模型：

其中，i_α(k+1)、i_β(k+1)分别是k+1时刻定子电流矢量；i_α(k)、i_β(k)分别是k时刻定子电流矢量；Ts为采样间隔；

②.将电机实际参数的变化量加入到k+1采样时刻的α轴定子电流方程中，得到考虑电机参数变化量的k+1采样时刻α轴电流：，

其中，i′_α(k+1)是考虑电机参数变化量的k+1采样时刻α轴定子电流，ΔL_s为定子电感变化分量，ΔR_s为定子电阻变化分量，ΔΨ_r为永磁体磁链变化分量；

③.计算α轴定子电流的扰动量：

④.计算k时刻的电流扰动量与k-1时刻的电流扰动量差值为:

只保留电压项可得：

⑤.将定子电感实际值L_s+ΔL_s整理成适用于最小二乘法参数辨识的方程形式：

接下来推导永磁体磁链实际值Ψ_r+ΔΨ_r的最小二乘法参数辨识方程：

⑥.对⑤中的方程进行整理得到：

⑦.将⑥中的等式代入永磁同步电机α轴电压方程,得到永磁体磁链实际值Ψ_r+ΔΨ_r的最小二乘法参数辨识方程：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤四中采用的递推最小二乘法中带有遗忘因子λ，即为每次采集到的数据增加一个遗忘系数，最新采集到的数据遗忘系数为1，向前第i个数据的遗忘系数为λⁱ，其中0λ1，λ的数值随着应用场景的变化进行调节。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤五中电流重构包括先将αβ坐标系下的定子电流通过以下方程重构：

式中，i_α(k)、i_β(k)为上一时刻的重构定子电流，i_α(k+1)、i_β(k+1)为当前时刻的重构定子电流；其中定子电感的实际值L_s+ΔL_s和永磁体磁链的实际值Ψ_r+ΔΨ_r随着参数辨识的结果实时更新。