[发明专利]基于模型参考自适应的永磁同步电机转动惯量辨识方法

权利要求书

1.一种基于模型参考自适应的永磁同步电机转动惯量辨识方法，该永磁同步电机在矢量控制系统控制下运行，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将永磁同步电机的运动方程离散化之后有：

式中，T_e(k)为一个采样周期T_s中速度由ω(k-1)变化至ω(k)的电机的电磁转矩平均值；

步骤2、由插值法计算T_e(k)：

Te(k)=1.5pψf[34iq(k-1)+18iq(k)+18iq(k-2)];]]>

步骤3、永磁同步电机在实际运行中，在一个采样周期T_s中可以认为负载不变，即有：T_L(k)＝T_L(k-1)；

步骤4、将步骤1中的离散化方程延迟一个采样周期，则有：

Jω(k-1)-ω(k-2)Ts=Te(k-1)-TL(k-1),]]>与步骤1中方程相减得到：

ω(k)=2ω(k-1)-ω(k-2)+TsJ[Te(k)-Te(k-1)],]]>将步骤2中T_e(k)的值代入则有：

ω(k)=2ω(k-1)-ω(k-2)+1.5pωfTsJ[18iq(k)+58iq(k-1)+58iq(k-2)-18iq(k-3)];]]>

步骤5、令U(k)=1.5pψf[18iq(k)+58iq(k-1)+58iq(k-2)-18iq(k-3)],TsJ=B(k),]]>那么步骤4中方程，即参考模型为：

ω(k)＝2ω(k-1)-ω(k-2)+U(k)×B(k)；

估计模型则为：

ω^(k)=2ω(k-1)-ω(k-2)+U(k)×B^(k);]]>

两个模型的输出偏差为：

ϵ(k)=ω(k)-ω^(k);]]>

步骤6、自适应算法为其中β为大于0的自适应增益，β越大收敛越快，β越小收敛精度越高，考虑到要兼顾辨识误差和辨识收敛时间，给β的取值做一个折衷的选择，辨识出B(k)，也就辨识出了转动惯量J。

2.如权利要求1所述的一种基于模型参考自适应的永磁同步电机转动惯量辨识方法，其特征在于，所述永磁同步电机在矢量控制系统控制下运行时，其矢量控制过程为：

第一步、建立以包括编码器、永磁同步电机、电流环PI调节器、速度环PI调节器、坐标变换模块、SVPWM模块、转动惯量辨识模块的永磁同步电机矢量控制系统，其中SVPWM模块为空间矢量脉宽调制模块；

第二步、电流传感器将检测到的永磁同步电机三相定子电流i_a，i_b，i_c输入至坐标变换克拉克模块内进行3/2变换，得到静止坐标系下的电流分量i_α，i_β；

第三步、在帕克变换模块内，根据计算得到的电机电角度θ_e＝P×θ_m，其中，P是电机的极对数，θ_m是电机输出机械角度和克拉克变换得到的两相静止坐标系下的电流分量i_α，i_β，再进行静止-旋转变换，得到两相同步旋转坐标系下的电流值i_d，i_q；

第四步、电机的反馈转速n＝60ω_m/2π，其中ω_m为电机的输出角速度；

第五步、将步骤4得到的电机转速反馈值n与给定的转速指令n^*进行比较，其差值作为速度PI调节器的输入，其输出则作为q轴电流PI调节器的输入i_q^*；

第六步、将步骤3得到的电流值i_d与给定的d轴电流值i_d^*进行比较，其差值作为d轴电流环PI调节器的输入，电流值i_q与步骤5得到的q轴电流值i_q^*进行比较，其差值作为d轴电流环PI调节器的输入，经过d、q轴电流PI调节器的计算，可以分别得到d、q轴电流环PI调节器的输出电压U_d，U_q；

第七步、由步骤6得到的输出电压U_d，U_q和电机的电角度值θ_e经过帕克变换得到U_α，U_β，将U_α，U_β输入到SVPWM模块，SVPWM模块计算出三相的占空比，并输出响应的三相PWM波形到逆变器，由逆变器输出三相电压驱动永磁同步电机运行。