[发明专利]一种永磁同步电机参数测量方法

说明书

本发明涉及电机参数测量技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机参数测量方法，具体包括步骤：建立以电流为状态变量的d、q轴电流状态方程，对d、q轴的未知扰动进行建模得到d、q轴集中扰动模型，分别建立d轴、q轴对应的初始扰动观测器；将直流电压误差作为已知扰动输入扰动观测器中，获取d轴、q轴的未知扰动，获取电阻参数测量值和电感参数测量值；按不同周期执行步骤S1‑S3分别对电机参数进行测量，输出电阻参数测量值和电感参数测量值；通过对传统扰动观测器进行改进，将直流电压误差加入扰动观测器中，提高了电气参数的辨识精度同时降低了观测器的负担，有利于提高电阻、电感参数的测量精度，能够实现对永磁电机驱动系统的优化。

技术领域

本发明涉及电机参数测量技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机参数测量方法。

背景技术

永磁同步电机具备高转矩密度、高效率、调速性能好等优点，在数控机床、电力牵引驱动、航空航天、国防军工等对性能和效率有高要求的场合得到了广泛的应用。典型的永磁同步电机控制系统拓扑由外环转速环和内环电流环组成，转速环根据转速指令和转速反馈值计算出电流内环的电流指令，因此转速环控制性能的好坏直接决定了电机的调速性能。

需要说明的是，传统永磁同步电机控制策略依赖于电机精确的数学模型，因此，当电机的参数发生变化时，其控制性能会明显下降。事实上，在复杂运行工况下，永磁电机驱动系统不可避免参数变化的问题。实际应用中，电机的定子电阻会随温度发生变化，温度升高，电阻增大；而电感又随磁路饱和程度而变化，定子电流增大，磁路饱和程度增加，电感下降。这些电气参数在运行过程中发生的变化将导致控制器性能下降，进而影响电机工作中的稳定性；现有的计算方法中常见的参数辨识方法有最小二乘法、模型参考自适应法、扩展卡尔曼滤波器法、仿射投影法等等，这几类方法普遍存在计算量大，收敛速度不足等问题；且由于逆变器的非线性问题会显著影响系统对上述电气参数的测量精度，不利于对永磁电机驱动系统的优化。

发明内容

本发明提供一种永磁同步电机参数测量方法，用以解决上述现有技术的缺陷，通过在扰动观测器中引入了由逆变器非线性引入的d、q轴电压误差后，不仅降低了参数辨识的误差，同时降低了观测器的负担，降低对观测器的其他参数的要求，有助于降低参数辨识的脉动，提高电机控制系统的工作效率。

本发明提供一种永磁同步电机参数测量方法，包括步骤：

S1建立以电流为状态变量的d、q轴电流状态方程；

S2基于d、q轴电流状态方程，对d、q轴的未知扰动进行建模得到d、q轴集中扰动模型，分别建立d轴、q轴对应的初始扰动观测器；

S3将逆变器非线性产生的直流电压误差作为已知扰动输入所述初始扰动观测器中，获取d轴的未知扰动和q轴的未知扰动，获取电阻参数测量值和电感参数测量值；

S4按不同周期执行步骤S1-S3分别对电机参数进行测量，输出电阻参数测量值和电感参数测量值；

其中，电阻参数的测量周期大于电感参数的测量周期。

进一步，根据本发明提供的一种永磁同步电机参数测量方法，所述d、q轴电流状态方程为：

其中，i_d为同步坐标系下的d轴电流、i_q为同步坐标系下的q轴电流、u_d为同步坐标系下的d轴电压、u_q为同步坐标系下的q轴电压；R_s为定子电阻、L_s为定子电感、ψ_f为永磁体磁链、ω_e为转子转速。

进一步，根据本发明提供的一种永磁同步电机参数测量方法，步骤S2中，d轴的未知扰动为包含电机电感参数的未知项，q轴的未知扰动为包含电阻参数的未知项。