CN102611383A - 定子电阻在线辨识方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种定子电阻在线辨识方法，包括判断电机是否处于稳态，如果是，则获取三相定子电流I_{s_abc}和三相定子电压U_{s_abc}；将所述I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系的d方向，计算所述d方向的分量I_{s_d}，或将所述I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系q方向，计算所述q方向的分量I_{s_q}；计算锁相角θ_i、同步转速ω_s；根据所述θ_i计算所述U_{s_abc}在所述d方向的分量U_{s_d}和在所述q方向的分量U_{s_q}；获取定子磁链ψ_s，并计算所述ψ_s在所述q方向的分量ψ_sq，或在所述d方向的分量ψ_sd；根据定子电阻计算公式计算定子电阻值R_s。本发明解决了现有辨识方法复杂度高的问题。本发明实施例还公开了一种定子电阻在线辨识装置。

Description

定子电阻在线辨识方法及装置

技术领域

本发明涉及电动汽车驱动***控制技术领域，尤其涉及一种定子电阻在线辨识方法及装置。

背景技术

在电动汽车驱动***的控制过程中，需要掌握精确的磁链信息，因此需要进行磁链估计。在基于电压模型的定子磁链估计中，涉及到的电机参数只有定子电阻，故精确地在线辨识定子电阻，可以提高磁链估计的精度。

现有定子电阻在线辨识方法主要包括基于电机稳态模型的辨识方法和基于自适应理论的辨识方法。

基于电机稳态模型的辨识方法，根据检测到的定子电流和定子电压依次计算电机的无功功率、定子磁链、转子磁链、电磁转矩，根据上述计算结果和预先推导得到的定子电阻辨识表达式计算定子电阻。显然，此方法计算量很大。

基于自适应理论的定子电阻辨识方法的关键点是通过反复的试验调节，确定合适的误差量，如基于电压模型和电流模型的转子磁链d轴分量的误差、基于有功功率或无功功率的误差和定子电流在同步旋转dq坐标系的d方向分量的误差等，其过程是很复杂的。

因此，如何降低定子电阻在线辨识的复杂度，成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种定子电阻在线辨识方法及装置，以解决现有在线辨识方法复杂度高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种定子电阻在线辨识方法，包括：

判断电机是否处于稳态，如果是，则获取三相定子电流I_{s_abc}和三相定子电压U_{s_abc}；

将所述I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系的d方向，计算所述d方向的分量I_{s_d}，或，将所述I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系q方向，计算所述q方向的分量I_{s_q}；

计算锁相角θ_i、同步转速ω_s；

根据所述θ_i计算所述U_{s_abc}在所述d方向的分量U_{s_d}和在所述q方向的分量U_{s_q}；

获取定子磁链ψ_s，并当所述I_{s_abc}定向在所述d方向时，计算所述ψ_s在所述q方向的分量ψ_sq，当所述I_{s_abc}定向在所述q方向时，计算所述ψ_s在所述d方向的分量ψ_sd；

根据定子电阻计算公式计算定子电阻值R_s；其中，

当所述I_{s_abc}定向在所述d方向时，所述定子电阻计算公式为 $R_s=\frac{U_{s\_d}+{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}}{I_{s\_d}};$

当所述I_{s_abc}定向在所述q方向时，所述定子电阻计算公式为 $R_s=\frac{U_{s\_q}-{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}}{I_{s\_q}}.$

优选地，所述获取ψ_s具体为：获取磁链控制环给定值ψ_{s_ref}作为所述ψ_s的幅值|ψ_s|；

计算所述ψ_s在所述q方向的分量ψ_sq具体为：利用公式 ${\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}=\sqrt{{{\mathrm{\ψ}}_{s\_\mathrm{ref}}}^2-{\left(\frac{U_{s\_q}}{{\mathrm{\ω}}_s}\right)}^2}$ 计算所述ψ_sq；

计算所述ψ_s在所述d方向的分量ψ_sd具体为：利用公式 ${\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}=\sqrt{{{\mathrm{\ψ}}_{s\_\mathrm{ref}}}^2-{\left(\frac{U_{s\_d}}{{\mathrm{\ω}}_s}\right)}^2}$ 计算所述ψ_sd。

优选地，所述判断电机是否处于稳态具体包括：

计算所述电机的转子转速在预设的时间间隔ΔT内的变化量Δω_r；

判断所述Δω_r是否在预设的范围内，如果是，则所述电机处于稳态。

优选地，所述ΔT设定为电机的时间常数T_r的10倍。

优选地，所述判断所述Δω_r是否在预设的范围内包括：利用滞环比较器判断所述Δω_r是否在预设的范围内；

所述预设的范围为区间[负环宽，正环宽]。

一种定子电阻在线辨识装置，包括暂稳态鉴别器、采样单元、定子电流锁相环、定子电压坐标变换单元、定子磁链计算单元和定子电阻在线辨识单元；其中，

所述暂稳态鉴别器，用于判断电机是否处于稳态，如果是，则触发所述采样单元和所述和定子磁链计算单元；

所述采样单元，用于获取三相定子电流I_{s_abc}和三相定子电压U_{s_abc}；

所述定子电流锁相环，用于将所述I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系d方向，计算d方向的分量I_{s_d}，或，将所述I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系q方向，计算q方向的分量I_{s_q}，并计算锁相角θ_i和同步转速ω_s；

所述定子电压坐标变换单元，用于根据所述定子电流锁相环计算得到的θ_i计算所述U_{s_abc}在所述d方向的分量U_{s_d}和所述q方向的分量U_{s_q}；

所述定子磁链计算单元，用于获取定子磁链ψ_s，并当所述I_{s_abc}定向在所述d方向时，计算所述ψ_s在所述q方向的分量ψ_sq，当所述I_{s_abc}定向在所述q方向时，计算所述ψ_s在所述d方向的分量ψ_sd；

所述定子电阻在线辨识单元，用于根据定子电阻计算公式计算定子电阻值R_s；其中，

当所述I_{s_abc}定向在所述d方向时，所述定子电阻计算公式为 $R_s=\frac{U_{s\_d}+{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}}{I_{s\_d}};$

当所述I_{s_abc}定向在所述q方向时，所述定子电阻计算公式为 $R_s=\frac{U_{s\_q}-{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}}{I_{s\_q}}.$

优选地，所述定子磁链计算单元包括：

磁链控制环给定值获取单元，用于获取磁链控制环给定值ψ_{s_ref}并将其作为所述ψ_s的幅值|ψ_s|；

磁链分量计算单元，用于利用公式 ${\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}=\sqrt{{{\mathrm{\ψ}}_{s\_\mathrm{ref}}}^2-{\left(\frac{U_{s\_q}}{{\mathrm{\ω}}_s}\right)}^2}$ 计算所述ψ_sq，利用公式 ${\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}=\sqrt{{{\mathrm{\ψ}}_{s\_\mathrm{ref}}}^2-{\left(\frac{U_{s\_d}}{{\mathrm{\ω}}_s}\right)}^2}$ 计算所述ψ_sd。

优选地，所述暂稳态鉴别器包括：

转速变量计算器，用于计算所述电机的转子转速在预设的时间间隔ΔT内的变化量Δω_r；

滞环比较器，用于判断所述Δω_r是否在预设的范围内，如果是，则所述电机处于稳态，触发所述采样单元和所述定子磁链计算单元。

优选地，所述转速变量计算器预设的所述ΔT为电机的时间常数T_r的10倍。

优选地，所述滞环比较器预设的范围为区间[负环宽，正环宽]。

从上述的技术方案可以看出，本发明通过获取电机稳态运行时的三相定子电流I_{s_abc}、三相定子电压U_{s_abc}以及定子磁链ψ_s等参数，经过坐标转换等数据处理，得到计算定子电压所需的参数值U_{s_d}、I_{s_d}、ω_s和ψ_sq，或，U_{s_q}、I_{s_q}、ω_s和ψ_sd，将其带入定子电阻计算公式，即可得到定子电阻的数值。本发明实施例的计算过程仅仅是简单的比例积分、坐标变换等，过程简单，且每一个参数都是通过精确的计算得到的，不需要通过反复试验确定某个参数的值。因此，相对于现有的定子电阻在线辨识方法，本发明实施例提供的在线辨识方法大大降低了辨识过程的复杂度，提高了辨识效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的定子电阻在线辨识方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的定子电阻在线辨识方法中电流锁相环的方框图；

图3为本发明实施例提供的定子电阻在线辨识方法的另一流程图；

图4为本发明实施例提供的定子电阻在线辨识方法中电流锁相环的另一方框图；

图5为本发明实施例提供的定子电阻在线辨识方法中判断电机是否处于稳态的方法流程图；

图6为本发明实施例提供的定子电阻在线辨识装置的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种定子电阻在线辨识方法及装置，以解决现有技术中的辨识精度低、辨识过程复杂的问题。

参照图1，本发明实施例提供的定子电阻在线辨识方法，当定子电流定向在同步旋转dq坐标系d方向时，包括步骤：

S100：判断电机是否处于稳态，如果是，则执行步骤S101，否则执行步骤S100；

S101：获取三相定子电流I_{s_abc}和三相定子电压U_{s_abc}；

S102：将上述I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系d方向，计算d方向的分量I_{s_d}；

具体的，可利用如下公式计算得到I_{s_d}：

S103：计算锁相角θ_i和同步转速ω_s；

步骤S102和S103可以通过锁相环实现。图2示出了该锁相环的一种方框图：

将I_{s_abc}通过坐标变换器(abc/dq)201定向在d轴上，即计算I_{s_q}为零时I_{s_d}的值；I_{s_d}通过比例积分调节器(PI)202得到ω_s；进而ω_s通过积分器(1/s)203计算得到θ_i。

S104：根据上述θ_i计算U_{s_abc}在同步旋转dq坐标系d方向的分量U_{s_d}和q方向的分量U_{s_q}；

具体的，可利用如下公式计算得到U_{s_d}和U_{s_q}：

S105：获取定子磁链ψ_s，计算所述ψ_s在所述q方向的分量ψ_sq；

S106：根据定子电阻计算公式

计算定子电阻值R_s。

将步骤S102～S105中得到的I_{s_d}、U_{s_d}、ω_s和ψ_sq的代入上述公式 $R_s=\frac{U_{s\_d}+{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}}{I_{s\_d}}$ 中即得到定子电阻R_s。

上述定子电阻计算公式的推导过程如下。

电机的定子电压在静止坐标系下的一般方程为：

$u_s=i_s{R}_s+\frac{{\mathrm{d\ψ}}_s}{\mathrm{dt}}$ (公式1)

式中，u_s是定子电压，i_s是定子电流，R_s是定子电阻，ψ_s是定子磁链。

电机的定子电压在同步旋转dq坐标系下的一般方程为：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{sd}}=i_{\mathrm{sd}}{R}_s+\frac{d{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}}{\mathrm{dt}}-{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}\\ u_{\mathrm{sq}}=i_{\mathrm{sq}}{R}_s+\frac{{\mathrm{d\ψ}}_{\mathrm{sq}}}{\mathrm{dt}}+{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}\end{array}\right.$ (公式2)

式中，u_sd、u_sq为一般情况下定子电压u_s在同步旋转dq坐标系下的d、q方向的分量；i_sd、i_sq为一般情况下定子电流i_s在同步旋转坐标系下的d、q方向的分量；ψ_sd、ψ_sq为定子磁链ψ_s在同步旋转坐标系下的d、q方向的分量。

当I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系的d方向时，I_{s_q}＝0。

在电机处于稳态的前提下，由公式2可得到：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{sd}}=i_{\mathrm{sd}}{R}_s-{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}\\ u_{\mathrm{sq}}=i_{\mathrm{sq}}{R}_s+{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}\end{array}\right.$ (公式3)

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{sd}}=I_{s\_d}\\ i_{\mathrm{sq}}=I_{s\_q}=0\end{array}\right.$ (公式4)

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{sd}}=U_{s\_d}\\ u_{\mathrm{sq}}=U_{s\_q}\end{array}\right.$ (公式5)

由公式3～5可推得：

${\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}=\frac{U_{s\_q}}{{\mathrm{\ω}}_s}$ (公式6)

以及定子电阻计算公式：

$R_s=\frac{U_{s\_d}+{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}}{I_{s\_d}}$ (公式7)。

同理，参照图3～4，当定子电流定向在同步旋转dq坐标系q方向时，本发明实施例所述方法包括步骤：

S300：判断电机是否处于稳态，如果是，则执行步骤S301，否则重新执行步骤S300；

S301：获取三相定子电流I_{s_abc}和三相定子电压U_{s_abc}；

S302：将I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系q方向，计算q方向的分量I_{s_q}；

S303：计算锁相角θ_i和同步转速ω_s；

S304：根据上述θ_i计算U_{s_abc}在同步旋转dq坐标系d方向的分量U_{s_d}和q方向的分量；

S305：获取定子磁链ψ_s，并计算所述ψ_s在所述d方向的分量ψ_sd；

S306：根据定子电阻计算公式

计算定子电阻值R_s。

图4中，401为坐标变换器(abc/dq)，402为比例积分调节器(PI)，403为积分器(1/s)。

上述计算及推导过程与定子电流定向在d方向时类似，在此不再赘述。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例通过获取电机稳态运行时的三相定子电流I_{s_abc}、三相定子电压U_{s_abc}以及定子磁链ψ_s等参数，经过坐标转换等数据处理，得到计算定子电压所需的参数值U_{s_d}、I_{s_d}、ω_s和ψ_sq，或，U_{s_q}、I_{s_q}、ω_s和ψ_sd，将其代入定子电阻计算公式，即可得到定子电阻的数值。本发明实施例的计算过程仅仅是简单的比例积分、坐标变换等，过程简单，且每一个参数都是通过精确的计算得到的，不需要通过反复试验确定某个参数的值。因此，相对于现有的定子电阻在线辨识方法，本发明实施例提供的在线辨识方法大大降低了辨识过程的复杂度，提高了辨识效率。

在本发明的其他实施例中，上述实施例步骤S105和S305中的获取定子磁链ψ_s并计算相应分量的具体方法包括如下两种。

方法一：估计法，即通过其他变量(如电压、电流)估计出定子磁链ψ_s的值。具体的，本发明实施例可采用电压模型法。

电压模型的表达式为： $\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{s\α}}=\∫(u_{\mathrm{s\α}}+i_{\mathrm{s\α}}{R}_s)\mathrm{dt}\\ {\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{s\β}}=\∫(u_{\mathrm{s\β}}+i_{\mathrm{s\β}}{R}_s)\mathrm{dt}\end{array}\right.,$

ψ_sα、u_sα、i_sα分别为ψ_s、u_s、i_s在两相正交αβ坐标系α方向的分量，ψ_sβ、u_sβ、i_sβ分别为ψ_s、u_s、i_s在两相正交αβ坐标系β方向的分量；

进而直接通过下述坐标变化公式得到在同步旋转dq坐标系的两个分量ψ_sq和ψ_sd： $\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}\\ {\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}{\cos \mathrm{\θ}}_r& {\sin \mathrm{\θ}}_r\\ {-\sin \mathrm{\θ}}_r& {\cos \mathrm{\θ}}_r\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{s\α}}\\ {\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{s\β}}\end{array}\right).$

方法二：取定值法，即获取磁链控制环给定值ψ_{s_ref}的值作为ψ_s的幅值|ψ_s|。

由于温度变化的时间常数远大于定子磁链变化的时间常数，即定子电阻的变化速度远小于定子磁链的变化速度，因此在某一时刻，可以认为定子磁链幅值|ψ_s|是不变的，而定子电阻的计算过程中，实际应用到的是定子磁链幅值|ψ_s|，故定子磁链幅值|ψ_s|可取值为磁链控制环的磁链给定值ψ_{s_ref}，即：|ψ_s|＝ψ_{s_ref}。

由于， $\left|{\mathrm{\ψ}}_s\right|=\sqrt{{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}}^2+{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}}^2},$ 因此，可以得到：

${\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}=\sqrt{{{\mathrm{\ψ}}^2}_{s\_\mathrm{ref}}-{{\mathrm{\ψ}}^2}_{\mathrm{sd}}}$ (公式8)

结合公式6和8，得到计算ψ_sq的公式：

${\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}=\sqrt{{{\mathrm{\ψ}}_{s\_\mathrm{ref}}}^2-{\left(\frac{U_{s\_q}}{{\mathrm{\ω}}_s}\right)}^2}$ (公式9)

由公式9可将公式7进一步推导得：

$R_s=\frac{U_{s\_d}+{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}}{I_{s\_d}}=\frac{U_{s\_d}+{\mathrm{\ω}}_s\sqrt{{{\mathrm{\ψ}}_{s\_\mathrm{ref}}}^2-{\left(\frac{U_{s\_q}}{{\mathrm{\ω}}_s}\right)}^2}}{I_{s\_d}}.$

同样，计算ψ_sd具体为：利用公式计算ψ_sd，公式 $R_s=\frac{U_{s\_q}-{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}}{I_{s\_q}}$ 可进一步推导为：

$R_s=\frac{U_{s\_q}-{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}}{I_{s\_q}}=\frac{U_{s\_q}-{\mathrm{\ω}}_s\sqrt{{{\mathrm{\ψ}}_{s\_\mathrm{ref}}}^2-{\left(\frac{U_{s\_d}}{{\mathrm{\ω}}_s}\right)}^2}}{I_{s\_q}}.$

相对于现有技术，本发明上述实施例通过取定值法直接取磁链控制环的磁链给定值ψ_{s_ref}为定子磁链的幅值|ψ_s|，进而得到ψ_sd和ψ_sq，省去了对定子磁链、转子磁链的估计，进一步降低了辨识过程的复杂度，提高了辨识的精确度。

在本发明的其他实施例中，上述实施例中的获取三相定子电流I_{s_abc}、三相定子电压U_{s_abc}的具体实施方式包括：

获取与电机的额定电流相匹配的电流传感器的输出值I_{s_abc}；

获取与电机的额定电压相匹配的电压传感器的输出值U_{s_abc}。

上述电流传感器和电压传感器保证了I_{s_abc}和U_{s_abc}具备较高的精确度。

另外，定子电压还可以通过电压重构的方式获得。

在本发明的其他实施例中，上述实施例步骤S100和S300中的判断电机是否处于稳态的具体实施方式包括：

计算电机的转子转速在预设的时间间隔ΔT内的总变化量Δω_r；

判断Δω_r是否在预设的范围内，如果是，则电机处于稳态。

其中，假设电机的时间常数为T_r，则上述预设的时间间隔ΔT可取10T_r。

理论上讲，电机处于稳态时，应有Δω_r＝0；但实际应用中，上述稳态是很难达到的，故只需当Δω_r在某一极小的范围，即预设的范围内时，即可认为电机已处于稳态。具体的，可选用滞环比较器判断Δω_r是否在预设的范围内，此时，上述预设的范围可取区间[负环宽，正环宽]，当Δω_r在该区间之外，即Δω_r的绝对值大于滞环比较器的环宽时，电机处于非稳态；当Δω_r在该区间以内，即Δω_r的绝对值小于环宽时，电机处于稳态。

滞环比较器的环宽可以根据电机的转动惯量来权衡选取，如环宽选为5，则上述预设的范围为[-5，+5]。

图5示出了本发明上述实施例判断电机是否处于稳态的一种具体实施方式。

S501：计时器清零，当前时刻记为T(k₁)，转子转速为ω_r(k₁)开始计时；

S502：当前时刻记为T(k₂)，转子转速为ω_r(k₂)，计算ΔT＝T(k₂)-T(k₁)，Δω_r＝ω_r(k₂)-ω_r(k₁)；

S503：判断ΔT是否等于10T_r，如果是，则进入步骤S504，否则返回步骤S502；

S504：判断Δω_r是否满足|Δω_r|≤5，如果是，则电机处于稳态进入步骤S101或S301，否则返回步骤S502。

参照图6，本发明实施例还提供了一种定子电阻在线辨识装置，包括：稳态鉴别器601、采样单元602、定子电流锁相环603、定子电压坐标变换单元604、定子磁链计算单元605和定子电阻在线辨识单元606；其中，

暂稳态鉴别器601，用于判断电机是否处于稳态，如果是，则触发所述采样单元602和定子磁链计算单元605；

采样单元602，用于获取三相定子电流I_{s_abc}和三相定子电压U_{s_abc}；

定子电流锁相环603，用于将上述I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系d方向，计算q方向的分量I_{s_q}，或，将上述I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系q方向，计算d方向的分量I_{s_d}，并计算锁相角θ_i和同步转速ω_s；

定子电压坐标变换单元604，用于根据上述θ_i计算U_{s_abc}在旋转坐标系d方向的分量U_{s_d}和q方向的分量U_{s_q}；

定子磁链计算单元605，用于获取定子磁链ψ_s，并当I_{s_abc}定向在d方向时，计算ψ_s在q方向的分量ψ_sq，当I_{s_abc}定向在q方向时，计算ψ_s在d方向的分量ψ_sd；

定子电阻在线辨识单元606，根据定子电阻计算公式计算定子电阻值R_s；其中，当I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系d方向时，上述定子电阻计算公式为

当I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系q方向时，上述定子电阻

计算公式为 $R_s=\frac{U_{s\_q}-{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}}{I_{s\_q}}.$

具体的，采样单元602包括：

电压采样单元，用于获取与电机的额定电压相匹配的电压传感器的输出值U_{s_abc}；

电流采样单元，用于获取与电机的额定电流相匹配的电流传感器的输出值I_{s_abc}。

进一步的，上述实施例中的定子磁链计算单元605包括：

磁链控制环给定值获取单元，用于获取磁链控制环给定值ψ_{s_ref}并将其作为所述ψ_s的幅值|ψ_s|；

磁链分量计算单元，用于利用公式

计算ψ_sq，利用公式 ${\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}=\sqrt{{{\mathrm{\ψ}}_{s\_\mathrm{ref}}}^2-{\left(\frac{U_{s\_d}}{{\mathrm{\ω}}_s}\right)}^2}$ 计算ψ_sd。

进一步的，上述实施例中的暂稳态鉴别器601包括：

转速变量计算器，用于计算所述电机的转子转速在预设的时间间隔ΔT内的变化量Δω_r

滞环比较器，用于判断所述Δω_r是否在预设的范围内，如果是，则电机处于稳态，触发采样单元602和和定子磁链计算单元605。

其中，上述预设的范围可以为区间[负环宽，正环宽]。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种定子电阻在线辨识方法，其特征在于，包括：

判断电机是否处于稳态，如果是，则获取三相定子电流I_{s_abc}和三相定子电压U_{s_abc}；

将所述I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系的d方向，计算所述d方向的分量I_{s_d}，或，将所述I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系q方向，计算所述q方向的分量I_{s_q}；

计算锁相角θ_i、同步转速ω_s；

根据所述θ_i计算所述U_{s_abc}在所述d方向的分量U_{s_d}和在所述q方向的分量U_{s_q}；

获取定子磁链ψ_s，并当所述I_{s_abc}定向在所述d方向时，计算所述ψ_s在所述q方向的分量ψ_sq，当所述I_{s_abc}定向在所述q方向时，计算所述ψ_s在所述d方向的分量ψ_sd；

根据定子电阻计算公式计算定子电阻值R_s；其中，

当所述I_{s_abc}定向在所述d方向时，所述定子电阻计算公式为 $R_s=\frac{U_{s\_d}+{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}}{I_{s\_d}};$

当所述I_{s_abc}定向在所述q方向时，所述定子电阻计算公式为 $R_s=\frac{U_{s\_q}-{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}}{I_{s\_q}}.$

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取ψ_s具体为：获取磁链控制环给定值ψ_{s_ref}作为所述ψ_s的幅值|ψ_s|；

计算所述ψ_s在所述q方向的分量ψ_sq具体为：利用公式 ${\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}=\sqrt{{{\mathrm{\ψ}}_{s\_\mathrm{ref}}}^2-{\left(\frac{U_{s\_q}}{{\mathrm{\ω}}_s}\right)}^2}$ 计算所述ψ_sq；

计算所述ψ_s在所述d方向的分量ψ_sd具体为：利用公式 ${\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}=\sqrt{{{\mathrm{\ψ}}_{s\_\mathrm{ref}}}^2-{\left(\frac{U_{s\_d}}{{\mathrm{\ω}}_s}\right)}^2}$ 计算所述ψ_sd。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断电机是否处于稳态具体包括：

计算所述电机的转子转速在预设的时间间隔ΔT内的变化量Δω_r；

判断所述Δω_r是否在预设的范围内，如果是，则所述电机处于稳态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述ΔT设定为电机的时间常数T_r的10倍。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断所述Δω_r是否在预设的范围内包括：利用滞环比较器判断所述Δω_r是否在预设的范围内；

所述预设的范围为区间[负环宽，正环宽]。

6.一种定子电阻在线辨识装置，其特征在于，包括暂稳态鉴别器、采样单元、定子电流锁相环、定子电压坐标变换单元、定子磁链计算单元和定子电阻在线辨识单元；其中，

所述暂稳态鉴别器，用于判断电机是否处于稳态，如果是，则触发所述采样单元和所述和定子磁链计算单元；

所述采样单元，用于获取三相定子电流I_{s_abc}和三相定子电压U_{s_abc}；

所述定子电流锁相环，用于将所述I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系d方向，计算d方向的分量I_{s_d}，或，将所述I_{s_abc}定向在同步旋转dq坐标系q方向，计算q方向的分量I_{s_q}，并计算锁相角θ_i和同步转速ω_s；

所述定子电压坐标变换单元，用于根据所述定子电流锁相环计算得到的θ_i计算所述U_{s_abc}在所述d方向的分量U_{s_d}和所述q方向的分量U_{s_q}；

所述定子磁链计算单元，用于获取定子磁链ψ_s，并当所述I_{s_abc}定向在所述d方向时，计算所述ψ_s在所述q方向的分量ψ_sq，当所述I_{s_abc}定向在所述q方向时，计算所述ψ_s在所述d方向的分量ψ_sd；

所述定子电阻在线辨识单元，用于根据定子电阻计算公式计算定子电阻值R_s；其中，

当所述I_{s_abc}定向在所述d方向时，所述定子电阻计算公式为 $R_s=\frac{U_{s\_d}+{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sq}}}{I_{s\_d}};$

当所述I_{s_abc}定向在所述q方向时，所述定子电阻计算公式为 $R_s=\frac{U_{s\_q}-{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}}{I_{s\_q}}.$

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述定子磁链计算单元包括：

磁链控制环给定值获取单元，用于获取磁链控制环给定值ψ_{s_ref}并将其作为所述ψ_s的幅值|ψ_s|；

磁链分量计算单元，用于利用公式

计算所述ψ_sq，利用公式 ${\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{sd}}=\sqrt{{{\mathrm{\ψ}}_{s\_\mathrm{ref}}}^2-{\left(\frac{U_{s\_d}}{{\mathrm{\ω}}_s}\right)}^2}$ 计算所述ψ_sd。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述暂稳态鉴别器包括：

转速变量计算器，用于计算所述电机的转子转速在预设的时间间隔ΔT内的变化量Δω_r；

滞环比较器，用于判断所述Δω_r是否在预设的范围内，如果是，则所述电机处于稳态，触发所述采样单元和所述定子磁链计算单元。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述转速变量计算器预设的所述ΔT为电机的时间常数T_r的10倍。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述滞环比较器预设的范围为区间[负环宽，正环宽]。

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