[发明专利]一种基于矢量控制的电机转动惯量辩识方法、系统及装置

权利要求书

1.一种基于矢量控制的电机转动惯量辩识方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1，采用矢量控制方法控制电机以恒定的加速度从第一角速度空载运行到第二角速度，并记录所述电机以恒定的加速度从第一角速度空载运行到第二角速度所花费的时间t以及获取在所述时间t内的驱动转矩做功量；

S2，采用矢量控制方法控制所述电机以恒定角速度稳速空载运行，并获取所述电机以恒定角速度稳速空载累积运行所述时间t的摩擦转矩做功量；其中，所述恒定角速度为所述第一角速度与所述第二角速度的算数平均值；

S3，基于所述电机的运动方程，根据所述驱动转矩做功量以及所述摩擦转矩做功量，计算出所述电机的转动惯量。

2.根据权利要求1所述的基于矢量控制的电机转动惯量辩识方法，其特征在于：在所述S1中，获取在所述时间t内的驱动转矩做功量的过程为，

获取所述电机以恒定的加速度从第一角速度空载运行到第二角速度的驱动转矩；

计算所述驱动转矩在所述时间t内的驱动转矩做功量；

其中，所述驱动转矩做功量为T_a为所述电机的驱动转矩。

3.根据权利要求1所述的基于矢量控制的电机转动惯量辩识方法，其特征在于：在所述S1中，所述驱动转矩做功量通过所述矢量控制方法中的速度闭环计算并输出。

4.根据权利要求1所述的基于矢量控制的电机转动惯量辩识方法，其特征在于：在所述S2中，获取所述摩擦转矩做功量的具体方法为，

采用矢量控制方法控制所述电机以所述恒定角速度稳速运行时间t，并获取所述电机的负载转矩；

根据所述电机的负载转矩获取所述电机以恒定角速度稳速空载累积运行所述时间t的负载转矩做功量；

其中，所述负载转矩做功量即为所述摩擦转矩做功量。

5.根据权利要求4所述的基于矢量控制的电机转动惯量辩识方法，其特征在于：所述电机的负载转矩通过所述矢量控制方法实时获取。

6.根据权利要求1所述的基于矢量控制的电机转动惯量辩识方法，其特征在于：所述S3具体为，

基于所述电机的运动方程，利用所述电机以恒定的加速度从第一角速度空载运行到第二角速度所花费的时间t，构建所述电机的转动惯量与所述电机的摩擦转矩做功量以及驱动转矩做功量之间的数学模型；

将所述S1中获取的所述驱动转矩做功量以及所述S2中获取的所述摩擦力矩做功量代入所述数学模型中，计算出所述电机的转动惯量。

7.根据权利要求6所述的基于矢量控制的电机转动惯量辩识方法，其特征在于：所述电机的运动方程为，

其中，J为所述电机的转动惯量，ω为电机转子的瞬时角速度，T_e为电机转子的瞬时电磁转矩，T₁为所述电机的负载转矩；

当所述电机空载运行时，所述电机的负载转矩即为所述电机的摩擦转矩；

所述数学模型具体为

其中，ω₁为所述第一角速度，ω₂为所述第二角速度，T_f为所述电机的摩擦转矩，为摩擦转矩做功量，T_a为所述电机的驱动转矩，为所述驱动转矩做功量。

8.根据权利要求1至7任一项所述的基于矢量控制的电机转动惯量辩识方法，其特征在于：所述第一角速度小于所述第二角速度，且所述第一角速度以及所述第二角速度均小于所述电机的额定角速度。