[发明专利]一种直线牵引电机无速度传感器控制系统速度估计方法

摘要

一种直线牵引电机无速度传感器控制系统速度估计方法，包括：根据次级反电动势信号的α、β分量计算次级反电动势信号的频率；在此基础上，利用前置滤波器滤除次级反电动势的低次谐波，将滤波后的d‑q轴反电动势分量幅值归一化处理，再变换到α‑β轴下进行频率估计，最后通过输出滤波器来提升估计转速信号的抗干扰能力。本方法可运用于离线仿真、在线实时仿真以及硬件在环仿真系统中，实现直线牵引电机运行在不同工况时的速度估计。本方法具有易于实现，计算负担小，调谐参数少，鲁棒性强的特点，弥补了现有直线牵引电机速度估计方法中计算负担重，鲁棒性低的技术问题。

主权项

1.一种直线牵引电机无速度传感器控制系统速度估计方法，其特征在于，利用同步参考坐标系锁频环(synchronous reference frame frequency‑locked loop，SRF‑FLL)，完成直线牵引电机不同工况下的速度估计，包括以下步骤：(1)根据次级反电动势信号的α、β分量计算次级反电动势信号频率：直线牵引电机的电压模型为：式(1)中：Ψs和Ψr分别为直线牵引电机的初级磁链矢量和次级磁链矢量，us和is分别为直线牵引电机的初级电压矢量和初级电流矢量，且有：Ψs＝[Ψsα Ψsβ]TΨr＝[Ψrα Ψrβ]T us＝[usα usβ]T is＝[isα isβ]TLm′、Ls′、Lr′、σ′分别代表考虑动态边端效应后的直线牵引电机的励磁电感、初级电感、次级电感和漏磁系数；Rs为直线牵引电机的初级电阻；通过直线牵引电机的电压模型进一步可得：式(2)中：p为微分算子，es和er分别为直线牵引电机的初级反电动势矢量和次级反电动势矢量，且有：es＝[esα esβ]T er＝[erα erβ]T其中：esα和esβ分别为初级反电动势的α、β分量，T为转置符号；对式(2)进行简化，可得：式(3)中：Lls和Llr分别为直线牵引电机的初级漏感和次级漏感；若次级反电动势信号为：式(4)中：e_rα和e_rβ分别为次级反电动势的α、β分量，ω和分别为次级反电动势信号的频率和初相；对式(4)进行取微分，则有：由式(5)可得，次级反电动势信号的频率为：(2)根据步骤(1)所得次级反电动势的频率进行前置滤波以及归一化处理，估计得到直线牵引电机的速度：利用前置滤波器滤除次级反电动势的低次谐波，然后将滤波后的d‑q轴反电动势分量幅值归一化处理，再变换到α‑β轴下进行频率估计，最后通过输出滤波器来提升估计转速信号的抗干扰能力；(3)将步骤(2)所计算得的速度输入到直线牵引电机矢量控制系统，进行后续模型计算；将us、is输出到速度估计算法中，实现直线牵引电机牵引系统无速度传感器运行。