[发明专利]一种同步电机参数自辨识整定方法

说明书

本发明提供了一种同步电机参数自辨识整定方法，包括以下步骤：辨识电机电阻值‑辨识电机电感值‑控制器设置为电流闭环‑辨识电机转矩常数‑辨识电机转动惯量‑控制器设置为速度闭环。本发明结合工程实际对必要参数进行辨识，使得控制器具有更广的适应性，提高控制器的设计效率，降低控制器的调试时间，以及增加控制器的通用性，且不需要外部工装，所需硬件仅包括同步电机、控制器、电源，即可完成整个过程。

技术领域

本发明涉及一种同步电机参数自辨识整定方法，属于电机控制技术领域。

背景技术

近十年来，永磁同步电机因其高控制精度高、响应速度快、功率密度大等特点使得它在交流伺服系统逐渐脱颖而出，并成为伺服系统执行机构应用的主流电机，其应用几乎遍及社会的各个领域，如高精度伺服转台、机器人系统、数控机床、医疗器械、自动化生产线等。

与此同时，随着技术的不断发展，各行各业的智能化水平都在不断提升，针对当前永磁同步电机广泛应用于各个领域的趋势，使得伺服控制器具备参数辨识及自整定功能成为系统迫切需求，而永磁同步电机电流环、速度环控制器设计时，主要依据的四个模型参数为电阻、电感、转矩常数和转动惯量。因此对永磁同步电机伺服系统也提出了更高的要求，主要体现在以下几个方面：1)同步电机伺服驱动系统应具有自动识别电机参数的功能；2)伺服驱动系统应具有随负载变化的自适应能力；3)伺服系统具备控制器参数自整定、自调节的功能。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种同步电机参数自辨识整定方法，该同步电机参数自辨识整定方法主要从同步电机系统模型入手，分析伺服控制器参数整定的来源及依据，从而确定伺服控制所需的同步电机必要参数。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种同步电机参数自辨识整定方法，包括以下步骤：

①辨识电机电阻值：根据所提供同步电机的电压电流承受能力，在其任意两相之间注入直流电压，通过控制器控制其逆变电路任意两相导通，获取相电流和相电阻；

②辨识电机电感值：将同步电机置为开环运行状态，初始化d轴电压信号和q轴电压信号，将两个初始值经过PARK逆变换、SVPWM模块和逆变电路施加到同步电机上，获取电感值；

③控制器设置为电流闭环：根据步骤①和步骤②中的电阻值和电感值，并通过控制器，将电流环置为电流闭环状态，且d轴电流环和q轴电流环所用控制器的参数相同；

④辨识电机转矩常数：将控制器置为闭环状态，d轴电流环输入电流值为0，q轴电流环输入电流值为同步电机空载下，所能达到的最大电流范围内，能使同步电机转动的电流值，当同步电机运行至稳态时，获取转矩常数；

⑤辨识电机转动惯量：将控制器置为闭环状态，d轴电流环输入电流值为0，q轴电流环输入电流值为同步电机空载下，所能达到的最大电流范围内，能使同步电机转动的电流值，当同步电机运行至稳态时，获取同步电机转速的变化率，根据变化率获取转动惯量；

⑥控制器设置为速度闭环：根据步骤④和步骤⑤中的转矩常数和转动惯量，并通过控制器，将速度环置为速度闭环状态，且d轴电流环和q轴电流环所用控制器的参数相同。

所述步骤①分为以下步骤：

(1.1)通过控制器中的AD采样芯片和电流传感器，获取此时同步电机的相电流；

(1.2)根据注入的直流电压和相电流，获取该同步电机的相电阻。

所述步骤②分为以下步骤：

(2.1)将同步电机置为开环运行状态，给定d轴电压信号为同步电机铭牌上可承受的最小电压值，q轴电压信号给定初始值为0；