本發(fā)明涉及永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁控制領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波方法。

背景技術(shù)：

1、永磁同步電機(jī)因其高效率和優(yōu)異的功重比，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車和航空航天等領(lǐng)域。為了實(shí)現(xiàn)基速以上的運(yùn)行，通常采用電壓閉環(huán)弱磁控制，這種方式具有較高的參數(shù)魯棒性和簡易的設(shè)計(jì)。然而，在拓展轉(zhuǎn)速范圍的同時(shí)，提升弱磁區(qū)的極限輸出轉(zhuǎn)矩能力變得至關(guān)重要，這時(shí)需要進(jìn)行過調(diào)制操作。過調(diào)制的極限狀態(tài)為六拍操作，但這會(huì)在旋轉(zhuǎn)軸系中引入顯著的六次諧波。在采用過調(diào)制運(yùn)行后，永磁同步電機(jī)的弱磁控制系統(tǒng)面臨兩個(gè)主要問題：首先，高速運(yùn)行時(shí)永磁同步電機(jī)弱磁區(qū)的電感飽和會(huì)導(dǎo)致電機(jī)參數(shù)變化，從而降低電流環(huán)的解耦精度；其次，過調(diào)制算法會(huì)在反饋電流中引入大量諧波，進(jìn)一步導(dǎo)致電感參數(shù)的攝動(dòng)。這些問題亟需解決，以優(yōu)化電機(jī)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對高速運(yùn)行時(shí)永磁同步電機(jī)弱磁區(qū)的電感飽和電流環(huán)解耦精度下降及過調(diào)制引入的大量諧波會(huì)導(dǎo)致過調(diào)制弱磁區(qū)的電感參數(shù)攝動(dòng)的問題，提出了一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波方法，所述方法包括：

2、s1：構(gòu)建永磁同步電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓方程；

3、s2：根據(jù)電壓方程與解耦項(xiàng)推導(dǎo)實(shí)際電感表達(dá)式；

4、s3：構(gòu)建電感辨識(shí)閉環(huán)并設(shè)計(jì)電感辨識(shí)控制器；

5、s4：對過調(diào)制弱磁區(qū)參數(shù)辨識(shí)結(jié)果進(jìn)行自適應(yīng)濾波。

6、進(jìn)一步的，還提出一種優(yōu)選方式，所述步驟s1包括：

7、

8、其中，ud為d軸電壓，uq為q軸電壓，id為d軸電流，iq為q軸電流，ld為d軸電感、lq為q軸電感，ωe為電角速度，ψf為轉(zhuǎn)子磁鏈。

9、進(jìn)一步的，還提出一種優(yōu)選方式，所述步驟s2包括：

10、

11、其中，為用于電流環(huán)反饋解耦計(jì)算的q軸電感標(biāo)定值，為用于電流環(huán)反饋解耦計(jì)算的d軸電感標(biāo)定值，ud,err為d軸電壓誤差，uq,err為q軸電壓誤差，ld,err為d軸電感誤差、lq,err為q軸電感誤差。

12、進(jìn)一步的，還提出一種優(yōu)選方式，所述步驟s3中構(gòu)建電感辨識(shí)閉環(huán)，包括：

13、構(gòu)建d軸電感辨識(shí)環(huán)的開環(huán)傳遞函數(shù)hld(s)和q軸電感辨識(shí)環(huán)的開環(huán)傳遞函數(shù)hlq(s)：

14、

15、其中，kp,ld、ki,ld為d軸電感辨識(shí)環(huán)pi參數(shù)；kp,lq、ki,lq為q軸電感辨識(shí)環(huán)pi參數(shù)；s為復(fù)頻率；

16、閉環(huán)傳遞函數(shù)gld(s)和glq(s)為一階慣性環(huán)節(jié)：

17、

18、其中，ωb為閉環(huán)帶寬。

19、進(jìn)一步的，還提出一種優(yōu)選方式，所述步驟s3中設(shè)計(jì)電感辨識(shí)控制器，包括：

20、

21、進(jìn)一步的，還提出一種優(yōu)選方式，所述步驟s4包括：

22、將二階廣義積分器嵌入到電感辨識(shí)閉環(huán)中，利用轉(zhuǎn)速信息自適應(yīng)地對電感辨識(shí)結(jié)果中的諧波進(jìn)行濾除。

23、進(jìn)一步的，還提出一種優(yōu)選方式，所述二階廣義積分器的傳遞函數(shù)為：

24、

25、其中，k為sogi系數(shù)，ωh為期望抑制頻率。

26、基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提出一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

27、穩(wěn)態(tài)電壓方程構(gòu)建單元，用于構(gòu)建永磁同步電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓方程；

28、電感表達(dá)式獲取單元，用于根據(jù)電壓方程與解耦項(xiàng)推導(dǎo)實(shí)際電感表達(dá)式；

29、辨識(shí)單元，用于構(gòu)建電感辨識(shí)閉環(huán)并設(shè)計(jì)電感辨識(shí)控制器；

30、自適應(yīng)濾波單元，用于對過調(diào)制弱磁區(qū)參數(shù)辨識(shí)結(jié)果進(jìn)行自適應(yīng)濾波。

31、基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提出一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述處理器運(yùn)行所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序時(shí)，所述處理器執(zhí)行根據(jù)上述中任一項(xiàng)所述的一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波方法。

32、基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提出一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如上述任一項(xiàng)所述的一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波方法的步驟。

33、本發(fā)明的有益之處在于：

34、本發(fā)明提供了一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波方法，通過構(gòu)建精確的電壓方程和電感表達(dá)式，結(jié)合閉環(huán)控制，能夠顯著提高電感參數(shù)的辨識(shí)精度，降低在高速運(yùn)行時(shí)電感飽和帶來的誤差。通過自適應(yīng)濾波方法使得系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)適應(yīng)電機(jī)運(yùn)行條件的變化，有效消除諧波影響，保持電感參數(shù)的穩(wěn)定性。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)在線辨識(shí)，適合在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)整電感參數(shù)，提高電機(jī)控制的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。通過對弱磁區(qū)的電感參數(shù)進(jìn)行有效辨識(shí)和濾波，增強(qiáng)了電機(jī)在復(fù)雜運(yùn)行條件下的魯棒性，提升了整體系統(tǒng)的性能。精確的電感參數(shù)識(shí)別可以優(yōu)化電機(jī)控制策略，從而降低能量損耗，提高系統(tǒng)的效率。

35、本發(fā)明提供了一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波方法，通過所設(shè)計(jì)控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速與電流信息實(shí)時(shí)計(jì)算電感誤差并補(bǔ)償?shù)诫姼袠?biāo)定值上，可以實(shí)現(xiàn)電感參數(shù)的在線辨識(shí)。在所提電感參數(shù)補(bǔ)償環(huán)中引入二階廣義積分器，利用轉(zhuǎn)速信息自適應(yīng)地對電感辨識(shí)結(jié)果中的諧波進(jìn)行濾除。本發(fā)明即可以實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)自適應(yīng)電感參數(shù)在線辨識(shí)，同時(shí)又可以對過調(diào)制造成的電感辨識(shí)結(jié)果中的諧波進(jìn)行濾除。

36、本發(fā)明應(yīng)用于電動(dòng)汽車、航空航天等領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波方法，其特征在于，所述步驟s1包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波方法，其特征在于，所述步驟s2包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波方法，其特征在于，所述步驟s3中構(gòu)建電感辨識(shí)閉環(huán)，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波方法，其特征在于，所述步驟s3中設(shè)計(jì)電感辨識(shí)控制器，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波方法，其特征在于，所述步驟s4包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波方法，其特征在于，所述二階廣義積分器的傳遞函數(shù)為：

8.一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于：包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述處理器運(yùn)行所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序時(shí)，所述處理器執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波方法。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
一種永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁區(qū)電感參數(shù)在線辨識(shí)與自適應(yīng)濾波方法和系統(tǒng)，涉及永磁同步電機(jī)過調(diào)制弱磁控制領(lǐng)域。解決了高速運(yùn)行時(shí)永磁同步電機(jī)弱磁區(qū)的電感飽和電流環(huán)解耦精度下降及過調(diào)制引入的大量諧波導(dǎo)致的過調(diào)制弱磁區(qū)的電感參數(shù)攝動(dòng)問題。所述方法包括：S1：構(gòu)建永磁同步電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓方程；S2：根據(jù)電壓方程與解耦項(xiàng)推導(dǎo)實(shí)際電感表達(dá)式；S3：構(gòu)建電感辨識(shí)閉環(huán)并設(shè)計(jì)電感辨識(shí)控制器；S4：對過調(diào)制弱磁區(qū)參數(shù)辨識(shí)結(jié)果進(jìn)行自適應(yīng)濾波。本發(fā)明應(yīng)用于電動(dòng)汽車、航空航天等領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：于泳,王林之,張宏偉,顧嘉昕,徐殿國
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19