CN113141133B - 基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法及*** - Google Patents

基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法及*** Download PDF

Info

Publication number
CN113141133B
CN113141133B CN202110453803.2A CN202110453803A CN113141133B CN 113141133 B CN113141133 B CN 113141133B CN 202110453803 A CN202110453803 A CN 202110453803A CN 113141133 B CN113141133 B CN 113141133B
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
module
permanent magnet
voltage
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110453803.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113141133A (zh
Inventor
黄守道
汪逸哲
黄晟
吴公平
高剑
罗德荣
崔鹤松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan University
Original Assignee
Hunan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan University filed Critical Hunan University
Priority to CN202110453803.2A priority Critical patent/CN113141133B/zh
Publication of CN113141133A publication Critical patent/CN113141133A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113141133B publication Critical patent/CN113141133B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/0003—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/22—Current control, e.g. using a current control loop
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022—Synchronous motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/28—Arrangements for controlling current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2205/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the control loops
    • H02P2205/01—Current loop, i.e. comparison of the motor current with a current reference

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法及***，本发明通过对于转矩角的高频信号注入，基于测量电压电流建立注入高频谐波分量后的电压方程，将各个模块的测量电压经加减运算得到加减组合电压方程，针对加减组合电压方程对正弦和余弦信号进行处理并滤波后得到新的电压方程组，将新的电压方程组利用最小二乘法求解，得到电机参数观测值，解决了新型模块化多绕组永磁电机多参数实时在线辨识难题，并有效结合模块化电机的固有特性，消除了注入高频信号对于模块化多绕组永磁电机转矩和转速的影响，实现了新型模块化多绕组永磁电机多参数准确、高效辨识，为新型模块化多绕组永磁电机的高效高品质控制提供了新视角新途径。

Description

基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法及 ***
技术领域
本发明涉及模块化多绕组永磁电机的控制技术，具体涉及一种基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法及***。
背景技术
永磁同步电机具有运行可靠、体积小、质量轻、损耗小、效率高等诸多优点，我国具有丰富的稀土资源，在永磁同步电机的研究制造上具有得天独厚的优势。新型模块化永磁同步电机在三相永磁同步电机的设计基础上，将电机分成了多个模块，通过在电机不同模块之间实现物理隔离和电磁隔离，使得各模块可以进行独立控制，控制策略简便且有效提升了永磁电机的容错性和可靠性。因此，在航空航天、军事工程装备、新能源轨道交通等对安全性和可靠性有极高要求的领域中，新型模块化永磁电机的本体设计得到了广泛的关注和深入的研究，但关于新型模块化永磁电机的高效控制却很少有文献报道。在电机控制领域中，电机参数辨识的准确性直接影响整个***控制性能的品质。当新型模块化永磁电机参数辨识不准确时，会导致控制器中使用的电机参数与实际电机参数不失配，致使整个电机***效率降低，严重情况下甚至失控。目前研究学者对传统三相永磁同步电机的在线参数辨识方法进行了有效而深入的探索但关于新型模块化永磁电机的参数辨识方法很少有学者研究与文献报道，导致该类型电机控制性能与控制效果不理想，制约了其在我国重大工程装备中的应用。因此，突破模块化多绕组永磁电机***参数辨识方法，对实现模块化多绕组永磁电机***的高效高品质控制、加快模块化多绕组永磁电机***的实用化进程具有重大意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法及***，本发明解决了新型模块化多绕组永磁电机多参数实时在线辨识难题，并有效结合模块化电机的固有特性，消除了注入高频信号对于模块化多绕组永磁电机转矩和转速的影响，实现了新型模块化多绕组永磁电机多参数准确、高效辨识，为新型模块化多绕组永磁电机的高效高品质控制提供了新视角新途径。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法，包括：
1）将速度控制环产生的指令电流I ref 平均分配给模块化多绕组永磁电机的各个模块的电流控制环，并给各个模块的电流控制环的转矩控制角注入高频谐波分量；通过各个模块的电流控制环根据输入计算得到对应的电压指令值，并分别通过独立的SVPWM环节产生开关状态量以控制对应的驱动单元；
2）采集模块化多绕组永磁电机的各个模块的测量电压电流；
3）基于各个模块的测量电压电流建立注入高频谐波分量后的电压方程，将各个模块的测量电压经加减运算得到加减组合电压方程，针对加减组合电压方程对正弦和余弦信号进行处理并滤波后得到新的电压方程组，将新的电压方程组利用最小二乘法求解，得到电机参数观测值。
可选地，步骤1）中给各个模块的电流控制环的转矩控制角注入高频谐波分量时，模块一注入的高频谐波分量Δβ 1和模块二注入的高频谐波分量Δβ 2之间的相位相差π，且模块一注入的高频谐波分量Δβ 1和模块二注入的高频谐波分量Δβ 2的函数表达式如下式所示：
Figure 396030DEST_PATH_IMAGE001
上式中，A是高频谐波分量的幅值，ω为高频谐波分量的频率，t为时间。
可选地，步骤1）中通过各个模块的电流控制环根据输入计算得到对应的电压指令值是指采用PID控制根据输入计算得到对应的电压指令值。
可选地，步骤2）包括：采集模块化多绕组永磁电机的各个模块的三相电压电流，并通过坐标变换得到模块一的测量电流的dq轴分量id 1,iq 1、测量电压的dq轴分量ud 1,uq 1，模块二的测量电流的dq轴分量id 2,iq 2、测量电压的dq轴分量ud 2,uq 2。
可选地，步骤3）中基于各个模块的测量电压电流建立注入高频谐波分量后的电压方程的函数表达式如下式所示：
Figure 195359DEST_PATH_IMAGE002
上式中，ud 1,uq 1分别为模块一的测量电压的dq轴分量，ud 2,uq 2分别为模块二的测量电压的dq轴分量，R为电机电阻，id s,iq s分别为dq轴电流直流量，A为高频谐波分量的幅值，ω为高频谐波分量的频率，t为时间，Ld,Lq为电机电感的dq轴分量，ω e 为电机电转速，ψ f 为电机转子磁链。
可选地，步骤3）中将各个模块的测量电压经加减运算得到的加减组合电压方程的函数表达式如下式所示：
Figure 718744DEST_PATH_IMAGE003
上式中，ud 1,uq 1分别为模块一的测量电压的dq轴分量，ud 2,uq 2分别为模块二的测量电压的dq轴分量，R为电机电阻，id s,iq s分别为dq轴电流直流量，A为高频谐波分量的幅值，ω为高频谐波分量的频率，t为时间，Ld,Lq为电机电感的dq轴分量，ω e 为电机电转速，ψ f 为电机转子磁链。
可选地，步骤3）中针对加减组合电压方程对正弦和余弦信号进行处理并滤波后得到的新的电压方程组的函数表达式如下式所示：
Figure 148589DEST_PATH_IMAGE004
且新的电压方程组的写成矩阵的形式的函数表达式如下式所示：
Figure 528230DEST_PATH_IMAGE005
其中，ud 1,uq 1分别为模块一的测量电压的dq轴分量，ud 2,uq 2分别为模块二的测量电压的dq轴分量，R为电机电阻，id s,iq s分别为dq轴电流直流量，A为高频谐波分量的幅值，ω为高频谐波分量的频率，Ld,Lq为电机电感的dq轴分量，ω e 为电机电转速，ψ f 为电机转子磁链，LPF为低通滤波器，x 1~x 6为六个新的电压方程。
可选地，步骤3）中将新的电压方程组利用最小二乘法求解得到电机参数观测值的函数表达式如下式所示：
Figure 803353DEST_PATH_IMAGE006
上式中，θ(k)为当前时刻的电机参数矩阵θ，θ(k-1)为上一时刻的电机参数矩阵θ，K(k)为当前时刻的校正增益矩阵二，ε(k)为当前时刻的错误估计矩阵，y(k)为当前时刻的输出矩阵，
Figure 181245DEST_PATH_IMAGE007
为当前时刻的反馈矩阵，θ est (k-1)为当前时刻的电机参数矩阵θ，P(k-1)为上一时刻的校正增益矩阵一，Id为单位矩阵，P(k)为当前时刻的校正增益矩阵一，
Figure 516411DEST_PATH_IMAGE008
分别为电机电感dq轴分量的观测值，
Figure 245333DEST_PATH_IMAGE009
为电机电阻的观测值，
Figure 324147DEST_PATH_IMAGE010
为电机转子磁链的观测值。
此外，本发明还提供一种基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识***，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行所述基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法的步骤。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行所述基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法的计算机程序。
和现有技术相比，本发明主要具有下述优点：本发明基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法通过对于转矩角的高频信号注入，基于各个模块的测量电压电流建立注入高频谐波分量后的电压方程，将各个模块的测量电压经加减运算得到加减组合电压方程，针对加减组合电压方程对正弦和余弦信号进行处理并滤波后得到新的电压方程组，将新的电压方程组利用最小二乘法求解，得到电机参数观测值，解决了新型模块化多绕组永磁电机多参数实时在线辨识难题，并有效结合模块化电机的固有特性，消除了注入高频信号对于模块化多绕组永磁电机转矩和转速的影响，实现了新型模块化多绕组永磁电机多参数准确、高效辨识，为新型模块化多绕组永磁电机的高效高品质控制提供了新视角新途径。
附图说明
图1为本发明实施例方法的控制结构框图。
图2为本发明实施例方法的控制过程流程图。
图3为本发明实施例中模块化多绕组永磁电机参数辨识结果图。
图4为本发明实施例中模块化多绕组永磁电机注入高频谐波前的转矩总谐波失真结果图。
图5为本发明实施例中模块化多绕组永磁电机注入高频谐波后的转矩总谐波失真结果图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法包括：
1）将速度控制环产生的指令电流I ref 平均分配给模块化多绕组永磁电机的各个模块的电流控制环，并给各个模块的电流控制环的转矩控制角注入高频谐波分量；通过各个模块的电流控制环根据输入计算得到对应的电压指令值，并分别通过独立的SVPWM环节产生开关状态量以控制对应的驱动单元；
2）采集模块化多绕组永磁电机的各个模块的测量电压电流；
3）基于各个模块的测量电压电流建立注入高频谐波分量后的电压方程，将各个模块的测量电压经加减运算得到加减组合电压方程，针对加减组合电压方程对正弦和余弦信号进行处理并滤波后得到新的电压方程组，将新的电压方程组利用最小二乘法求解，得到电机参数观测值。
本实施例中，模块化多绕组永磁电机具体为两个电机模块（简称模块一和模块二），步骤1）中将速度控制环产生的指令电流I ref 平均分配给模块化多绕组永磁电机的各个模块的电流控制环，每一个模块的电流控制环输入的指令电流为I ref /2。
参见图1，本实施例步骤1）中给各个模块的电流控制环的转矩控制角注入高频谐波分量时，模块一注入的高频谐波分量Δβ 1和模块二注入的高频谐波分量Δβ 2之间的相位相差π，且模块一注入的高频谐波分量Δβ 1和模块二注入的高频谐波分量Δβ 2的函数表达式如下式所示：
Figure 822125DEST_PATH_IMAGE001
上式中，A是高频谐波分量的幅值，ω为高频谐波分量的频率，t为时间。
本实施例中，步骤1）中通过各个模块的电流控制环根据输入计算得到对应的电压指令值是指采用PID控制根据输入计算得到对应的电压指令值，此外也可以根据需要采用其他闭环控制算法，在此不再展开说明。
本实施例中，步骤1）中通过各个模块的电流控制环根据输入计算得到对应的电压指令值的函数表达式为：
Figure 734717DEST_PATH_IMAGE011
上式中，u ref α12,u ref β12分别为模块一或模块二的电压指令值的αβ轴分量，u ref q12,u ref q12分别为模块一或模块二的电压指令值的dq轴分量，θ e 是电机位置角。
本实施例中，步骤2）包括：采集模块化多绕组永磁电机的各个模块的三相电压电流，并通过坐标变换得到模块一的测量电流的dq轴分量id 1,iq 1、测量电压的dq轴分量ud 1,uq 1，模块二的测量电流的dq轴分量id 2,iq 2、测量电压的dq轴分量ud 2,uq 2。其中，坐标变换的函数表达式如下：
Figure 685356DEST_PATH_IMAGE012
上式中，θ e 是电机位置角，ia 12 ,ib 12 ,ic 12分别为模块一或模块二的三相电流，ua 12 , ub 12 ,uc 12分别为模块一或模块二的三相电电压。
本实施例中，步骤3）中基于各个模块的测量电压电流建立注入高频谐波分量后的电压方程的函数表达式如下式所示：
Figure 567861DEST_PATH_IMAGE002
上式中，ud 1,uq 1分别为模块一的测量电压的dq轴分量，ud 2,uq 2分别为模块二的测量电压的dq轴分量，R为电机电阻，id s,iq s分别为dq轴电流直流量，A为高频谐波分量的幅值，ω为高频谐波分量的频率，t为时间，Ld,Lq为电机电感的dq轴分量，ω e 为电机电转速，ψ f 为电机转子磁链。
本实施例中，步骤3）中将各个模块的测量电压经加减运算得到的加减组合电压方程的函数表达式如下式所示：
Figure 920345DEST_PATH_IMAGE013
上式中，ud 1,uq 1分别为模块一的测量电压的dq轴分量，ud 2,uq 2分别为模块二的测量电压的dq轴分量，R为电机电阻，id s,iq s分别为dq轴电流直流量，A为高频谐波分量的幅值，ω为高频谐波分量的频率，t为时间，Ld,Lq为电机电感的dq轴分量，ω e 为电机电转速，ψ f 为电机转子磁链。
本实施例中，步骤3）中针对加减组合电压方程对正弦和余弦信号进行处理并滤波后得到的新的电压方程组的函数表达式如下式所示：
Figure 597314DEST_PATH_IMAGE004
且新的电压方程组的写成矩阵的形式的函数表达式如下式所示：
Figure 35249DEST_PATH_IMAGE005
其中，ud 1,uq 1分别为模块一的测量电压的dq轴分量，ud 2,uq 2分别为模块二的测量电压的dq轴分量，R为电机电阻，id s,iq s分别为dq轴电流直流量，A为高频谐波分量的幅值，ω为高频谐波分量的频率，Ld,Lq为电机电感的dq轴分量，ω e 为电机电转速，ψ f 为电机转子磁链，LPF为低通滤波器，x 1~x 6为六个新的电压方程。
本实施例中，步骤3）中将新的电压方程组利用最小二乘法求解得到电机参数观测值的函数表达式如下式所示：
Figure 455866DEST_PATH_IMAGE006
上式中，θ(k)为当前时刻的电机参数矩阵θ，θ(k-1)为上一时刻的电机参数矩阵θ，K(k)为当前时刻的校正增益矩阵二，ε(k)为当前时刻的错误估计矩阵，y(k)为当前时刻的输出矩阵，
Figure 928435DEST_PATH_IMAGE007
为当前时刻的反馈矩阵，θ est (k-1)为当前时刻的电机参数矩阵θ，P(k-1)为上一时刻的校正增益矩阵一，Id为单位矩阵，P(k)为当前时刻的校正增益矩阵一，
Figure 41885DEST_PATH_IMAGE008
分别为电机电感dq轴分量的观测值，
Figure 780165DEST_PATH_IMAGE009
为电机电阻的观测值，
Figure 4473DEST_PATH_IMAGE010
为电机转子磁链的观测值。
最终，本实施例基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法得到模块化多绕组永磁电机各参数观测结果如图3所示，模块化多绕组永磁电机在转矩角高频信号注入前后的转矩总谐波失真结果图4和图5所示。结合图3、图4和图5可知，本实施例基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法的参数辨识结果可以快速收敛，并且与真实值之间的误差均在可接受范围之内，而采用本实施例基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法的模块化多绕组永磁电机在转矩角高频信号注入后，转矩总谐波失真并没有发生明显变化。综上所述，本实施例公开了一种基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法，所述模块化多绕组永磁电机***采用级联PI控制器，速度控制环产生的电流指令平均分给两个电机模块的电流控制环，在两个电机模块电流速度环的转矩角之中分别注入相位不同的高频正弦信号，产生的电压指令经过两个独立的SVPWM环节对模块化电机进行控制。通过对于高频信号的提取，得到新的方程并利用最小二乘法计算得出了模块化多绕组永磁电机***参数。对比传统永磁同步电机参数辨识方法，本实施例所述方法满足了新型模块化多绕组永磁电机***的参数辨识需求，减小了因高频正弦信号注入所导致的转矩脉动，消除了电机控制过程中谐波电流分量对于参数辨识造成的误差。
此外，本实施例还提供一种基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识***，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行前述基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法的步骤。
此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行前述基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法的计算机程序。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（***）、和计算机程序产品的流程图和／的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法，其特征在于，包括：
1）将速度控制环产生的指令电流I ref 平均分配给模块化多绕组永磁电机的各个模块的电流控制环，并给各个模块的电流控制环的转矩控制角注入高频谐波分量；通过各个模块的电流控制环根据输入计算得到对应的电压指令值，并分别通过独立的SVPWM环节产生开关状态量以控制对应的驱动单元；
2）采集模块化多绕组永磁电机的各个模块的测量电压电流；
3）基于各个模块的测量电压电流建立注入高频谐波分量后的电压方程，将各个模块的测量电压经加减运算得到加减组合电压方程，针对加减组合电压方程对正弦和余弦信号进行处理并滤波后得到新的电压方程组，将新的电压方程组利用最小二乘法求解，得到电机参数观测值；步骤3）中基于各个模块的测量电压电流建立注入高频谐波分量后的电压方程的函数表达式如下式所示：
Figure 785286DEST_PATH_IMAGE001
上式中，ud 1,uq 1分别为模块一的测量电压的dq轴分量，ud 2,uq 2分别为模块二的测量电压的dq轴分量，R为电机电阻，id s,iq s分别为dq轴电流直流量，A为高频谐波分量的幅值，ω为高频谐波分量的频率，t为时间，Ld,Lq为电机电感的dq轴分量，ω e 为电机电转速，ψ f 为电机转子磁链；步骤3）中将各个模块的测量电压经加减运算得到的加减组合电压方程的函数表达式如下式所示：
Figure 830602DEST_PATH_IMAGE002
上式中，ud 1,uq 1分别为模块一的测量电压的dq轴分量，ud 2,uq 2分别为模块二的测量电压的dq轴分量，R为电机电阻，id s,iq s分别为dq轴电流直流量，A为高频谐波分量的幅值，ω为高频谐波分量的频率，t为时间，Ld,Lq为电机电感的dq轴分量，ω e 为电机电转速，ψ f 为电机转子磁链；步骤3）中针对加减组合电压方程对正弦和余弦信号进行处理并滤波后得到的新的电压方程组的函数表达式如下式所示：
Figure 685864DEST_PATH_IMAGE003
且新的电压方程组的写成矩阵的形式的函数表达式如下式所示：
Figure 969078DEST_PATH_IMAGE004
其中，ud 1,uq 1分别为模块一的测量电压的dq轴分量，ud 2,uq 2分别为模块二的测量电压的dq轴分量，R为电机电阻，id s,iq s分别为dq轴电流直流量，A为高频谐波分量的幅值，ω为高频谐波分量的频率，Ld,Lq为电机电感的dq轴分量，ω e 为电机电转速，ψ f 为电机转子磁链，LPF为低通滤波器，x 1~x 6为六个新的电压方程。
2.根据权利要求1所述的基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法，其特征在于，步骤1）中给各个模块的电流控制环的转矩控制角注入高频谐波分量时，模块一注入的高频谐波分量Δβ 1和模块二注入的高频谐波分量Δβ 2之间的相位相差π，且模块一注入的高频谐波分量Δβ 1和模块二注入的高频谐波分量Δβ 2的函数表达式如下式所示：
Figure 994802DEST_PATH_IMAGE005
上式中，A是高频谐波分量的幅值，ω为高频谐波分量的频率，t为时间。
3.根据权利要求1所述的基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法，其特征在于，步骤1）中通过各个模块的电流控制环根据输入计算得到对应的电压指令值是指采用PID控制根据输入计算得到对应的电压指令值。
4.根据权利要求1所述的基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法，其特征在于，步骤2）包括：采集模块化多绕组永磁电机的各个模块的三相电压电流，并通过坐标变换得到模块一的测量电流的dq轴分量id 1,iq 1、测量电压的dq轴分量ud 1,uq 1，模块二的测量电流的dq轴分量id 2,iq 2、测量电压的dq轴分量ud 2,uq 2。
5.根据权利要求1所述的基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法，其特征在于，步骤3）中将新的电压方程组利用最小二乘法求解得到电机参数观测值的函数表达式如下式所示：
Figure 730677DEST_PATH_IMAGE006
上式中，θ(k)为当前时刻的电机参数矩阵θ，θ(k-1)为上一时刻的电机参数矩阵θ，K(k)为当前时刻的校正增益矩阵二，ε(k)为当前时刻的错误估计矩阵，y(k)为当前时刻的输出矩阵，
Figure 195157DEST_PATH_IMAGE007
为当前时刻的反馈矩阵，θ est (k-1)为当前时刻的电机参数矩阵θ，P(k-1)为上一时刻的校正增益矩阵一，Id为单位矩阵，P(k)为当前时刻的校正增益矩阵一，
Figure 332877DEST_PATH_IMAGE008
分别为电机电感dq轴分量的观测值，
Figure 529503DEST_PATH_IMAGE009
为电机电阻的观测值，
Figure 752674DEST_PATH_IMAGE010
为电机转子磁链的观测值。
6.一种基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识***，包括相互连接的微处理器和存储器，其特征在于，所述微处理器被编程或配置以执行权利要求1～5中任意一项所述基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行权利要求1～5中任意一项所述基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法的计算机程序。
CN202110453803.2A 2021-04-26 2021-04-26 基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法及*** Active CN113141133B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110453803.2A CN113141133B (zh) 2021-04-26 2021-04-26 基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法及***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110453803.2A CN113141133B (zh) 2021-04-26 2021-04-26 基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法及***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113141133A CN113141133A (zh) 2021-07-20
CN113141133B true CN113141133B (zh) 2022-08-02

Family

ID=76812112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110453803.2A Active CN113141133B (zh) 2021-04-26 2021-04-26 基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法及***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113141133B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114844414B (zh) * 2022-04-15 2023-10-31 合肥工业大学 一种永磁同步电机电感在线辨识方法及***
CN114928291B (zh) * 2022-05-25 2024-05-24 浙江大学 一种基于开关状态函数的永磁电机在线参数辨识方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000134999A (ja) * 1998-10-28 2000-05-12 Okuma Corp 誘導電動機の制御装置
CN103178769A (zh) * 2013-04-03 2013-06-26 哈尔滨工业大学 永磁同步电机静止状态下参数离线辨识方法
CN107425775A (zh) * 2017-07-04 2017-12-01 武汉理工大学 一种基于改进最小二乘法的永磁同步电机参数辨识***
CN110198150A (zh) * 2019-06-14 2019-09-03 浙江工业大学 一种永磁同步电机多参数在线辨识方法
CN110535392A (zh) * 2019-09-09 2019-12-03 佛山科学技术学院 一种基于lm算法的永磁同步电机参数辨识方法
CN110557070A (zh) * 2019-09-30 2019-12-10 山东深川变频科技股份有限公司 基于二阶滑模观测器的永磁同步电机参数辨识方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000134999A (ja) * 1998-10-28 2000-05-12 Okuma Corp 誘導電動機の制御装置
CN103178769A (zh) * 2013-04-03 2013-06-26 哈尔滨工业大学 永磁同步电机静止状态下参数离线辨识方法
CN107425775A (zh) * 2017-07-04 2017-12-01 武汉理工大学 一种基于改进最小二乘法的永磁同步电机参数辨识***
CN110198150A (zh) * 2019-06-14 2019-09-03 浙江工业大学 一种永磁同步电机多参数在线辨识方法
CN110535392A (zh) * 2019-09-09 2019-12-03 佛山科学技术学院 一种基于lm算法的永磁同步电机参数辨识方法
CN110557070A (zh) * 2019-09-30 2019-12-10 山东深川变频科技股份有限公司 基于二阶滑模观测器的永磁同步电机参数辨识方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于参数辨识的高性能永磁同步电机控制策略研究;牛里;《哈尔滨工业大学 博士学位论文》;20150730;全文 *
基于自适应全阶观测器的永磁同步电机参数辨识策略;姜红 等;《微电机》;20161130;第49卷(第11期);全文 *
对转永磁同步电机无差拍预测控制;黄守道 等;《大电机技术》;20181231(第5期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113141133A (zh) 2021-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113141133B (zh) 基于最小二乘法的模块化多绕组永磁电机参数辨识方法及***
CN104852661A (zh) 基于坐标变换谐波补偿的永磁同步电机转矩脉动抑制方法
CN112737441B (zh) 一种永磁辅助同步磁阻电机的控制方法
CN107241042A (zh) 基于并联epll的脉振高频信号注入法信号提取***及策略
CN111404433B (zh) 一种内置式永磁同步电机最大转矩电流比控制方法
CN110112975B (zh) 一种电机参数在线辨识方法及***
CN111342728A (zh) 基于变步长nlms算法的永磁同步电机参数辨识方法
CN110649851B (zh) 异步电机多参数解耦在线辨识方法
CN115864928A (zh) 一种基于校正电流预测的pmsm模型参考自适应转速估算方法
Gou et al. IPMSM sensorless control for zero-and low-speed regions under low switching frequency condition based on fundamental model
CN110336504B (zh) 基于虚拟信号注入和梯度下降法的永磁同步电机控制方法
CN112271966B (zh) 一种能抑制谐波的同步电机控制方法和装置
Lv et al. A dynamic compensation method for time delay effects of high-speed PMSM sensorless digital drive system
CN110492806B (zh) 一种永磁同步电机在弱磁控制下的在线参数补偿方法
CN113098335A (zh) 基于模糊qpr控制和电压补偿的永磁同步电机谐波抑制方法
CN107482978B (zh) 一种基于有限时间算法的永磁同步电机在线参数辨识方法
Feng et al. A third harmonic current elimination strategy for symmetrical six-phase permanent magnet synchronous motor
Wang et al. Vibration compensation control of BPMSM with dead-time effect based on adaptive neural network band-pass filter
CN116247995A (zh) 双三相永磁同步电机无位置传感器控制角度补偿方法
CN113131825B (zh) 一种模块化多绕组永磁电机的电流预测控制方法及***
Zhang et al. Position sensorless control system of SPMSM based on high frequency signal injection method with passive controller
CN113206512A (zh) 一种基于前向通道滤波的柔直高频振荡控制方法及装置
CN113328669A (zh) 高频旋转电流注入无轴承磁通切换电机转子偏心观测方法
CN113258837A (zh) 一种永磁同步电机的鲁棒模型预测电流控制方法及装置
Pan et al. Current harmonic suppression in the flux-weakening control based on resonant-2DOF PID controllers for permanent magnet synchronous linear motor

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant