[发明专利]一种基于代数法的异步电动机动态参数辨识方法

权利要求书

1.一种基于代数法的异步电动机动态参数辨识方法，其特征在于包括以下步骤：

1)确定异步电动机待辨识模型，相应的待辨识参数，以及异步电动机的可观测变量：

2)对可观测变量的信号进行积分运算，并通过数学变换消除状态变量初值对辨识精度的影响，辨识异步电动机转子惯性时间常数T_j；

3)辨识异步电动机转子稳态电抗X，转子暂态电抗X′，转子回路时间常数T′_d0；

所述的步骤1)确定异步电动机待辨识模型，相应的待辨识参数，以及异步电动机可观测变量，其中异步电动机与网络接口方程采用以下公式：

其中，X′表示异步电动机转子暂态电抗，E′_x表示异步电动机x轴分量暂态电动势，E′_y表示异步电动机y轴分量暂态电动势，U_x表示异步电动机x轴分量电压，U_y表示异步电动机y轴分量电压，I_x表示异步电动机x轴分量电流，I_y表示异步电动机y轴分量电流；异步电动机为三阶动态模型，采用以下公式：

其中s表示异步电动机转子滑差，T_M表示异步电动机的机械转矩，T_E表示异步电动机的电磁转矩；由于在正常运行工况下，转子转速接近于同步速，因此T_E约等于有功功率P；T_j表示转子惯性时间常数，X表示转子稳态电抗，T′_d0表示转子回路时间常数；异步电动机的输出是有功功率和无功功率，采用以下公式：

P＝-(E′_xI_x+E′_yI_y)

Q＝U_yI_x-U_xI_y

在上述异步电动机模型中，异步电动机的待辨识参数为转子稳态电抗X，转子暂态电抗X′，转子惯性时间常数T_j，以及转子回路时间常数T′_d0；异步电动机的可观测变量为转子滑差率s(t)，异步电动机电压U_x(t)，U_y(t)，异步电动机电流I_x(t)，I_y(t)，异步电动机功率P(t)，Q(t)，异步电动机机械转矩T_M(t)；

所述的步骤2)辨识异步电动机的转子惯性时间常数T_j，采用以下公式：

上式中t表示时间，s(t)表示异步电动机转子滑差率，T_M(t)表示异步电动机的机械转矩，T_E(t)表示异步电动机的电磁转矩；对上式等号左边部分使用分部积分法则，如下所示：

因此有下式成立：

上式可以重新写成如下形式：

可以看到通过数学变换，消除了状态变量初始值的干扰，上式等号右边均为可观测变量，因此通过上式确定待辨识参数T_j；

所述的步骤3)辨识异步电动机转子稳态电抗X，转子暂态电抗X′，转子回路时间常数T′_d0，采用以下公式：

上式中t表示时间，E′_x(t)表示异步电动机x轴分量电动势，E′_y(t)表示异步电动机y轴分量电动势，I_x(t)表示异步电动机x轴分量电流，I_y(t)表示异步电动机y轴分量电流；由于E′_x(t)，E′_y(t)为不可观测变量，因此E′_x(t)，E′_y(t)采用如下公式确定：

E′_y(t)＝U_y(t)+X′I_x(t)

E′_x(t)＝U_x(t)-X′I_y(t)

其中U_x(t)表示异步电动机x轴分量电压，U_y(t)表示异步电动机y轴分量电压，U_x(t)和U_y(t)均为可观测变量；当E′_x(t)，E′_y(t)采用上述公式表达后，有如下公式成立：

Y＝Aθ

其中，θ₁＝X′，方程的未知参数θ采用以下公式确定：

异步电动机转子稳态电抗X，转子暂态电抗X′，转子回路时间常数T′_d0，采用以下公式确定：

X′＝θ₁