[发明专利]基于模型参考自适应的永磁同步电机参数在线辨识方法

权利要求书

1.基于模型参考自适应的永磁同步电机参数在线辨识方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、建立永磁同步电机在dq轴坐标系下的简化数学模型；

步骤二、基于有限集-模型预测控制方法并考虑定子电感与定子电阻的不确定分量，计算相邻时刻定子电流预测的误差；根据所述定子电流预测的误差解耦出定子电感、转子永磁体磁链；

步骤三、以步骤二中解耦得到的定子电感、转子永磁体磁链表达式建立相同形式的参考模型与参数可调的可变模型，并针对可变模型中的被调参数结合Popov不等式设计自适应律，将当前时刻的定子电感参数带入自适应律更新下一时刻的定子电感值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤一中建立永磁同步电机在dq轴坐标系下的简化数学模型基于以下假设：

(1)各个绕组的阻值与电感均恒定且相等，转子上没有阻尼绕组；

(2)忽略磁路饱和效应、转子与定子的铁心涡流损耗和磁滞损耗；

(3)气隙磁动势和感应反电动势均按正弦分布，忽略空间谐波；

由此表贴式结构的永磁同步电动机数学模型为：

其中，u_d、u_q为d、q轴定子电压；i_d、i_q为d、q轴定子电流；R_s为定子电阻；L_s为定子电感；ω_e为转子电角速度；ψ_f为转子永磁体磁链；t为时间。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤二中基于有限集-模型预测控制方法并考虑定子电感与定子电阻的不确定分量，计算相邻时刻定子电流预测的误差具体包括：以k采样时刻作为当前时刻时，预测k+1时刻的定子电流：

其中，为预测的k+1时刻d、q轴定子电流；i_d(k)、i_q(k)为k时刻d、q轴定子电流；T_s为采样时间；

当考虑电机参数的不确定分量时，得到如下加入不确定分量的k+1时刻定子电流预测公式：

其中，为考虑不确定分量时预测的k+1时刻d、q轴定子电流；ΔL_s为定子电感的不确定分量；ΔR_s为定子电阻的不确定分量；

将定子电流预测的误差定义为上述两种预测定子电流方式之间的差值：

其中，Δi_d(k+1)、Δi_q(k+1)为k+1时刻d、q轴定子电流预测的误差。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤二中根据所述定子电流预测的误差解耦出定子电感、转子永磁体磁链具体包括：将定子电流分量和转子电角速度视为静态分量，由相邻时刻定子电流预测的误差作差后消去，剩下作为动态分量的电压矢量，故而解耦得到定子电感：

再根据永磁同步电动机数学模型解耦得到转子永磁体磁链：

其中，为定子电感和转子永磁体磁链经解耦后的真实值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤三中基于超稳定性理论建立离散系统的参考模型和可变模型如下公式所示：

其中，y_m(k)为k采样时刻的参考模型输出；u(k)为k采样时刻的模型输入；y(k)表示可变模型的输出；a_i、b_i是参考模型的固定参数；是可变模型可调整的被调参数。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：对可变模型被调参数结合Popov不等式设计自适应律具体包括：

(1)定义误差和辅助变量，设计依赖于偏差的递推式作为被调参数自适应率：

e(k)＝y_m(k)-y(k)，e₀(k)＝y_m(k)-y₀(k)

其中，e(k)为k采样时刻参考模型输出与可变模型输出之差；v(k)为k时刻辅助变量；φ_i(v(k))、为关于v(k)的待确定表达式；r、d_i为要设计的内容；下标0表示初始值；

(2)建立正实传递函数模型：定义一个线性时不变系统，其输入为-ω(k)，输出为e(k)，脉冲传递函数为通过要求脉冲函数严格正实的充分必要条件，确定d_i数值；

(3)建立Popov不等式：确定φ_i(v(k))、使得对于一切正数K≥0成立以下条件：得到迭代公式即自适应律：