[发明专利]一种用于永磁同步电机矢量控制的基于离线参数辨识方法

说明书

本发明公开了一种用于永磁同步电机矢量控制的基于离线参数辨识方法，包括以下步骤：1)、通过传统的PI调节器实现电流内环的闭环跟踪。2)、通过q轴PI调节器求得转子磁链ψ_f；3)、将转子磁链相关项作为补偿项之一加入q轴PI调节器；4)、给定不同的i_d值，同时给定i_q为0，求不同d轴电流下所对应的d轴电感；5)、给定i_d为0，给定i_q为不同的值；6)、将d轴电感的相关项作为补偿项加入q轴PI调节器。本发明设计合理，可以降低工程实现中电流环对PI调节器参数的过度依赖，使用相同的PI参数可以实现更佳的动态响应性，同时电流震荡和超调显著减小，从而实现控制系统在实际工况中更好的调速性能，适于推广。

技术领域

本发明属于同步电机控制领域，更具体地说，涉及一种用于永磁同步电机矢量控制的基于离线参数辨识方法。

背景技术

随着永磁同步电机在新能源汽车行业的广泛应用，各厂家对电机的控制调速性能和转矩响应性能的要求亦愈发严格。然而，电机运行过程中电感参数会随着电流的变化而实时变化，从而对控制的响应性和稳定性产生影响。永磁同步电机(PMSM)高效率、高功率密度、高转矩密度的优点，使其在电力电子技术飞速发展的今天得到了更多行业的重视，特别是新能源汽车行业。

电机控制系统的动态响应性与电流内环的跟踪速度密切相关。传统的电机控制系统中，电流内环直接通过简单的PI调节器实现d轴电流和q轴电流的跟踪，良好的跟踪特性对PI调节器参数要求严格，工程中实现难度较大。为了改善电流环的响应速度，同时减小系统参数的标定难度，需要对PI调节器的输出进行补偿。补偿过程中需要电机参数作为补偿依据，因此，电机参数的辨识也是PI调节器的一部分。

当前的电机参数在线辨识算法在工程中的实现较为复杂，会占用大量的CPU资源，实时性无法保证，且要保证有良好的给定初值条件，才能获得良好的辨识精度，同时稳定性较差，容易受噪声等因素的影响。

而电机参数离线辨识方法在理论和实践应用中均比较成熟，但是大多数都是基于电机初始状态进行辨识。电机d轴电感和q轴电感在电机运行过程中受电流大小的影响有较大的变化，如果在不同的工况下使用相同的电机参数，则会对控制器动态响应性造成较大的影响，因此在电机运行过程中使用不同的电机参数非常有必要。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供了一种用于永磁同步电机矢量控制的基于离线参数辨识方法，设计合理，可以降低工程实现中电流环对PI调节器参数的过度依赖，使用相同的PI参数可以实现更佳的动态响应性，同时电流震荡和超调显著减小，从而实现控制系统在实际工况中更好的调速性能，适于推广。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种用于永磁同步电机矢量控制的基于离线参数辨识方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)、永磁同步电机空间矢量脉宽调制技术的转子磁场定向控制下，首先通过传统的PI调节器实现电流内环的闭环跟踪。

2)、在实现传统电流闭环的前提下，将电机拖至固定转速，给定d轴电流i_d和q轴电流i_q均为0，系统稳定后，通过q轴PI调节器求得转子磁链ψ_f；

3)、将转子磁链相关项作为补偿项之一加入q轴PI调节器，在此基础上保持q轴电流i_q给定为0，d轴电流i_d给定为某一定值，系统稳定后，通过q轴PI调节器求得d轴电感；

4)、给定不同的i_d值，同时给定i_q为0，求不同d轴电流下所对应的d轴电感；

5)、给定i_d为0，给定i_q为不同的值，通过d轴的PI调节器求不同q轴电流所对应的q轴电感；