[发明专利]驱动器的状态观测器及其速度估算方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种速度估算方法，尤其涉及种用于驱动器的状态观测器及其速度估算方法和系统。

背景技术

在控制系统中，驱动器的速度是其必不可少的参数。现有的技术中，驱动器的速度测量一般是通过速度编码器测量电机转角，并根据一定时间内电机转角的变化角度求出电机运行角速度即用测量脉冲频率的M法、测量脉冲周期的T法以及两者结合切换的M/T法，但是使用该方法测量转速会存在一定的时间间隔(ms级时间)，导致计算所得转速滞后和不连续，会降低控制器速度环带宽，降低系统性能。

发明内容

有鉴于此，实有必要提供一种更加准确测量驱动器电机转速的状态观测器。

此外，还有必要提供一种驱动器的速度的估算方法及其系统。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

一种驱动器的状态观测器，所述状态观测器包括对比单元以及执行单元；对比单元用于将所接收的测量单元测量的电机实际转角与电机转角的初始值进行比较得到电机的转角误差；以及执行单元包括：第一计算单元用于根据电机的转角误差以及积分系数K3通过预设的第一方程可计算出电机的估算负载转矩T_L；第二计算单元，用于根据上述电机的估算负载转矩、转角误差以及预设的电机基本特征量和比例系数K2构建关于电机的粗算转速W的预设的第二方程，并计算出电机的粗算转速W；以及第三计算单元，用于根据上述电机的粗算转速、转角误差以及预设的积分系数K1通过预设的第三方程计算得到电机的估算转速，并根据电机的估算转速积分运算得到电机的估算转角；其中，所述对比单元还用于对比判断电机的估算转角与电机的实际转角是否相等；若电机的估算转角与电机的实际转角相等，第三计算单元则输出电机的估算转速；若电机的估算转角与电机的实际转角不相等，则电机的实际转角与电机的估算转角进行比较重新计算该转角误差，并重新进行计算电机的估算转角直至等于电机的实际转角。

一种驱动器速度的估算系统，其特征在于，所述估算系统包括：测量单元，用于测量电机的实际转角；所述状态观测器包括对比单元以及执行单元；对比单元用于将所接收的测量单元测量的电机实际转角与电机转角的初始值进行比较得到电机的转角误差；以及执行单元包括：第一计算单元用于根据电机的转角误差以及积分系数K3通过预设的第一方程可计算出电机的估算负载转矩T_L；第二计算单元，用于根据上述电机的估算负载转矩、转角误差以及预设的电机基本特征量和比例系数K2构建关于电机的粗算转速W的预设的第二方程，并计算出电机的粗算转速W；以及第三计算单元，用于根据上述电机的粗算转速、转角误差以及预设的积分系数K1通过预设的第三方程计算得到电机的估算转速，并根据电机的估算转速积分运算得到电机的估算转角；其中，所述对比单元还用于对比判断电机的估算转角与电机的实际转角是否相等；若电机的估算转角与电机的实际转角相等，第三计算单元则输出电机的估算转速；若电机的估算转角与电机的实际转角不相等，则电机的实际转角与电机的估算转角进行比较重新计算该转角误差，并重新进行计算电机的估算转角直至等于电机的实际转角。

一种驱动器速度的估算方法，其特征在于，所述估算方法包括：接收电机的实际转角转角；将实际转角与电机转角的初始值进行比较得到电机的转角误差；根据上述电机的转角误差以及预设的调节器的积分系数K3通过预设的第一方程计算电机的估算负载转矩；根据上述电机的估算负载转矩、电机的转角误差以及预设的电机基本特征量和调节器的比例系数K2、构建关于电机的粗算转速的预设的第二方程，并计算出电机的粗算转速；根据上述电机粗算转速、电机的转角误差以及预设的调节器的积分系数K1通过预设的第三方程计算出电机的估算转速；对电机的估算转速进行积分运算得到估算的电机转角；对比判断电机的估算转角与电机的实际转角是否相等；若电机的估算转角与电机的实际转角相等，则输出电机的估算转速；若电机的估算转角与电机的实际转角不相等，则电机的实际转角与电机的估算转角进行比较重新计算该转角误差，并重新进行计算电机的估算转角直至等于电机的实际转角。

上述中基于状态观测器的速度估算方法，将编码器测量电机转角作为输入状态变量进行转速的估算，可实施更新转速(us级时间)，能够快速获取实时转速，解决了传统方法总速度计算需要ms级时间间隔，速度计算存在滞后的问题，提升转速环响应带宽，提高系统性能，与此同时，除可估算电机转速，还可准确估算电机转角以及电机的负载转矩。

附图说明

图1为实施方式中驱动器速度的估算系统的功能模块图。