[发明专利]一种感应电机参数辨识系统及方法

摘要

本发明公开了一种感应电机参数辨识系统及方法，包括：一种可以进行感应电机参数在线辨识的测试系统，可以采集在线辨识算法所需的电机实时电压、实时电流、实时温度、实时转矩等数据，用于参数辨识；一种适用于电机参数辨识的强化学习框架，包括强化学习环境中的状态变量、奖励值及动作方式的选择；一种基于q‑学习感应电机参数辨识方法，可以使测试系统在运行的过程中实时的生成数据集并进行参数辨识。本发明解决了辨识精度和训练集获取难度的矛盾问题，不依赖于具体的电机数学模型，通用性强，可以实时生成数据集，无需提前准备数据集；辨识的参数是以输出性能最优为前提，不受实际物理参数变化的影响，辨识精度高；既可以辨识感应电机的转子电阻，也可以辨识感应电机的励磁电感。

主权项

1.一种感应电机参数辨识系统，其特征在于：系统所包含的设备及功能如下：电机对拖台架一台、台架上同轴安装测功机电机和被测电机，使测功机电机可以拖动被测电机同时运行；所述被测电机即是指感应电机；电机控制器两个，分别为对拖台架的对被测电机进行控制的被测电机控制器和对测功机电机进行控制的测功机电机控制器；转速‑转矩传感器一台，安装在测功机电机和被测电机之间；电机数据采集器一个，功能为：与为对拖台架的对被测电机进行控制的被测电机控制器、对测功机电机进行控制的测功机电机控制器以及转速‑转矩传感器进行通讯，采集被测电机d轴电流信号i_d，q轴电流信号i_q，d轴电压信号U_d，q轴电压信号U_q，被测电机温度信号T，转速‑转矩传感器上的转矩信号T_e，并将上述信号，即被测电机d轴电流信号i_d，q轴电流信号i_q，d轴电压信号U_d，q轴电压信号U_q，被测电机温度信号T，转速‑转矩传感器上的转矩信号T_e传送至电脑以供电脑进行运算；电脑运算结束后，接收电脑运算后的被测电机励磁电感值或被测电机转子电阻值，将接收的被测电机励磁电感值或被测电机转子电阻值传送给对被测电机进行控制的被测电机控制器；电脑一台，用于搭建强化学习框架，并在此强化学习框架内运行基于q学习的感应电机参数辨识算法，得到任意状态下的被测电机参数辨识值；所述电脑接收电机数据采集器的数据后，搭建的电机参数辨识的强化学习框架的构成如下：(1)环境变量的选择为对被测电机进行控制的被测电机控制器的被测电机d轴电流i_d，q轴电流i_q，d轴电压U_d，q轴电压U_q，被测电机温度信号T，其中，如果无法检测被测电机温度信号T，只需将环境变量剔除被测电机温度信号即可，但是i_d，i_q，U_d，U_q四个变量是环境的最基本的变量，缺一不可；(2)将动作设置为三种模式，可以选择以下三种模式中的任意一种，三种模式分别为：①共2个动作，即当前的被测电机参数辨识值增加0.01或减少0.01，记为a＝[Y‑0.01,Y+0.01]，a表示动作，Y可以是被测电机转子电阻，也可以是被测电机的励磁电感，根据所需辨识的参数而定；②共400个动作，即当前被测电机的参数辨识值每次增加或减小的间隔为0.01，总变化范围为‑2.0～2.0，记为a＝[Y‑2.0,Y‑1.99......Y+1.99,Y+2.0]，变化范围和动作间隔自由调整；③共200个动作，即当前被测电机的参数辨识值分别为0～2.0，每个动作间隔为0.01，记为a＝[Y＝0.0,Y＝0.01......Y＝2.0]，参数范围和动作间隔自由调整；(3)将被测电机参数调整对电机输出转矩的影响称之为奖励，奖励设置为三种模式，可以选择以下三种模式中的任意一种，三种模式分别为：①直接为被测电机输出的转矩值，记为r＝T_e；r表示奖励值；②被测电机输出的转矩值和某一个参考值之差，记为r＝T_e‑T_e^*，参考值约为当前工况下最大转矩的90％；③被测电机当前输出转矩与最大输出转矩之差，记为r＝T_e‑T_max；电机测试系统采集被测电机的环境变量和奖励值，并送入算法，算法根据输入不断调整动作值，使奖励值不断增大。