專利名稱：機(jī)械慣量辨識方法、裝置及電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實施例涉及電氣技術(shù)，尤其涉及一種機(jī)械慣量辨識方法、裝置及電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。與此同時，也對電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的速度響應(yīng)和轉(zhuǎn)矩響應(yīng)提出了更高的要求。機(jī)械慣量為負(fù)載和電機(jī)所連接的機(jī)械裝置的轉(zhuǎn)動慣量，是電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)對速度控制的一個重要參考參數(shù)。由于機(jī)械慣量是一個無法直接測量的參數(shù)，所以如何辨識機(jī)械慣量就變得極其重要。目前存在多種機(jī)械慣量辨識方法，比如參考模型自適應(yīng)法、卡爾曼濾波法及最小二乘法等，這些方法都能夠很好地辨識出機(jī)械慣量，但巨大的計算量使其無法應(yīng)用到現(xiàn)有的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中。為了克服計算量大的問題，現(xiàn)有技術(shù)根據(jù)機(jī)械運(yùn)動方程:
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械慣量辨識方法，其特征在于，包括: 機(jī)械慣量辨識裝置在電機(jī)帶載工作過程中的至少兩個時間間隔內(nèi)分別采集電機(jī)的電氣參數(shù)，并計算所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，其中至少一個時間間隔中包括至少一個變速工作時間段； 所述機(jī)械慣量辨識裝置根據(jù)所述至少兩個時間間隔內(nèi)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速計算得出所述機(jī)械慣量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械慣量辨識方法，其特征在于，所述機(jī)械慣量辨識裝置根據(jù)所述至少兩個時間間隔內(nèi)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速計算得出所述機(jī)械慣量，包括: 所述機(jī)械慣量辨識裝置對兩個時間間隔內(nèi)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速根據(jù)公式進(jìn)行計算，所述公式為:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械慣量辨識方法，其特征在于，所述機(jī)械慣量辨識裝置根據(jù)計算結(jié)果獲取所述機(jī)械慣量包括: 所述機(jī)械慣量辨識裝置從所述至少兩個時間間隔中確定多組時間間隔組，每組時間間隔組包括任意兩個時間間隔； 所述機(jī)械慣量辨識裝置分別獲取各組時間間隔組對應(yīng)的計算結(jié)果，并將計算出的多個機(jī)械慣量值求平均值得出所述機(jī)械慣量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械慣量辨識方法，其特征在于，所述第X個時間間隔和/或所述第y個時間間隔內(nèi)，初始工作過程與最終工作過程均為勻速工作過程。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)械慣量辨識方法，其特征在于，所述第X個時間間隔內(nèi)的工作過程為一個勻速工作過程。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的機(jī)械慣量辨識方法，其特征在于，所述至少兩個時間間隔為時間相同的間隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的機(jī)械慣量辨識方法，其特征在于，機(jī)械慣量辨識裝置在電機(jī)帶載工作過程中的至少兩個時間間隔內(nèi)分別采集電機(jī)的電氣參數(shù)，并計算所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，包括: 所述機(jī)械慣量辨識裝置檢測出所述電機(jī)帶載工作處于第一轉(zhuǎn)速達(dá)到第一設(shè)定時長時，控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速在第二設(shè)定時長內(nèi)從第一轉(zhuǎn)速變更為第二轉(zhuǎn)速； 所述機(jī)械慣量辨識裝置檢測出所述電機(jī)帶載工作處于第二轉(zhuǎn)速達(dá)到第二設(shè)定時長時，控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速在第三設(shè)定時長內(nèi)從第二轉(zhuǎn)速變更為第三轉(zhuǎn)速；所述機(jī)械慣量辨識裝置檢測出所述電機(jī)帶載工作處于第三轉(zhuǎn)速達(dá)到第三設(shè)定時長時，控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速在第四設(shè)定時長內(nèi)保持第三轉(zhuǎn)速； 所述機(jī)械慣量辨識裝置采集所述第二設(shè)定時長和所述第四設(shè)定時長內(nèi)所述電機(jī)的電氣參數(shù)，并計算所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。
8.一種機(jī)械慣量辨識裝置，其特征在于，包括: 采集處理模塊，用于在電機(jī)帶載工作過程中的至少兩個時間間隔內(nèi)分別采集電機(jī)的電氣參數(shù)，并計算所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，其中至少一個時間間隔中包括至少一個變速工作時間段； 計算模塊，用于根據(jù)所述 至少兩個時間間隔內(nèi)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速計算得出所述機(jī)械慣量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械慣量辨識裝置，其特征在于，所述計算模塊包括: 第一計算單元，用于對兩個時間間隔內(nèi)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速根據(jù)公式進(jìn)行計算，所述公式為:
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機(jī)械慣量辨識裝置，其特征在于，所述第二計算單元包括: 選擇子單元，用于從所述至少兩個時間間隔中確定多組時間間隔組，每組時間間隔組包括任意兩個時間間隔； 獲取子單元，用于分別獲取各組時間間隔組對應(yīng)的計算結(jié)果，并將計算出的多個機(jī)械慣量值求平均值得出所述機(jī)械慣量。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機(jī)械慣量辨識裝置，其特征在于，所述第X個時間間隔和/或所述第y個時間間隔內(nèi)，初始工作過程與最終工作過程均為勻速工作過程。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的機(jī)械慣量辨識裝置，其特征在于，所述第X個時間間隔內(nèi)的工作過程為一個勻速工作過程。
13.根據(jù)權(quán)利要求8-12所述的機(jī)械慣量辨識裝置，其特征在于，所述至少兩個時間間隔為時間相同的間隔。
14.根據(jù)權(quán)利要求8-12所述的機(jī)械慣量辨識裝置，其特征在于，所述采集處理模塊包括: 第一檢測控制單元，用于檢測出所述電機(jī)帶載工作處于第一轉(zhuǎn)速達(dá)到第一設(shè)定時長時，控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速在第二設(shè)定時長內(nèi)從第一轉(zhuǎn)速變更為第二轉(zhuǎn)速； 第二檢測控制單元，用于檢測出所述電機(jī)帶載工作處于第二轉(zhuǎn)速達(dá)到第二設(shè)定時長時，控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速在第三設(shè)定時長內(nèi)從第二轉(zhuǎn)速變更為第三轉(zhuǎn)速； 第三檢測控制單元，用于檢測出所述電機(jī)帶載工作處于第三轉(zhuǎn)速達(dá)到第三設(shè)定時長時，控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速在第四設(shè)定時長內(nèi)保持第三轉(zhuǎn)速； 采集計算單元，用于采集所述第二設(shè)定時長和所述第四設(shè)定時長內(nèi)所述電機(jī)的電氣參數(shù)，并計算所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。
15.—種電機(jī)調(diào)速系統(tǒng),包括電機(jī)、負(fù)載、電源和控制器，其特征在于，還包括權(quán)利要求8-14任一所述的 機(jī)械慣量辨識裝置；所述機(jī)械慣量辨識裝置集成在所述控制器中。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供一種機(jī)械慣量辨識方法、裝置及電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。本發(fā)明機(jī)械慣量辨識方法，包括機(jī)械慣量辨識裝置在電機(jī)帶載工作過程中的至少兩個時間間隔內(nèi)分別采集電機(jī)的電氣參數(shù)，并計算所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，其中至少一個時間間隔中包括至少一個變速工作時間段；所述機(jī)械慣量辨識裝置根據(jù)所述至少兩個時間間隔內(nèi)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速計算得出所述機(jī)械慣量。本發(fā)明實施例，通過在至少兩個時間間隔內(nèi)采集電機(jī)的電氣參數(shù)計算電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，再利用電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩得出機(jī)械慣量，實現(xiàn)在較小的計算量下辨識機(jī)械慣量，解決機(jī)械慣量辨識困難的問題。
文檔編號H02P29/00GK103227611SQ20131010230
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者李劍飛, 王榮亮, 蔡暢 申請人:華為技術(shù)有限公司