[发明专利]一种永磁同步电机辨识电感电阻参数的方法

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机辨识电感电阻参数的方法，该方法包括：(1)建立电机的电流环闭环的幅相特性模型；(2)通过电流环扫频获得电流环在激励频率下测量得到的幅相特性；(3)采用迭代法使测量得到的幅相特性和估计获得的幅相特性之间的差距最小，以获得电感参数和电阻参数；其中估计获得的幅相特性是根据建立的幅相特性模型在激励频率下获得的。本发明提供的一种永磁同步电机辨识电感电阻参数的方法，无需测量电机电压，无需提供电流开环控制，只需采用现有的电流闭环控制即可辨识电感和电阻，对电感和电阻的识别精度高，一致性好。

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，具体涉及一种永磁同步电机辨识电感电阻参数的方法。

背景技术

永磁同步电机因具有高功率密度、高转矩惯量比和宽调速范围等优点，在工业机器人、数控机床和自动化设备等运动控制领域得到了广泛应用。目前最常用的电机控制技术为矢量控制，通常采用速度外环和电流内环的双闭环控制，作为最底层的电流环，其带宽决定了整个电机控制系统的基础。对于电流环控制器，往往采用手动调节PI参数的方式，只能调个大概，很难达到最优。要想实现最优的电流环控制，首先要对电机进行建模，要有精确的电机参数，主要是电机的电感和电阻。现有的电感电阻辨识方法，通常是在电流环开环状态下，给电机注入不同的电压激励信号，测量电流和转速，从而计算出电感和电阻。但是有个别驱动器并不开放电流的开环控制，因此只能用闭环的方法。另一方面，现有方案往往是基于时域来辨识电感和电阻，激励信号单调，识别的一致性较差。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供了一种永磁同步电机辨识电感电阻参数的方法，在电流闭环控制的框架下，给命令电流注入正弦波激励信号，基于频域的方法来辨识电感和电阻，对电感和电阻的识别精度高，一致性好。而且识别结果可用于电流控制器的设计，从而提高电机控制的整体性能。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下所述的技术方案：

一种永磁同步电机辨识电感电阻参数的方法，该方法包括：

(1)建立电机的电流环闭环的幅相特性模型；

(2)通过电流环扫频获得电流环在激励频率下测量得到的幅相特性；

(3)采用迭代法使测量得到的幅相特性和估计获得的幅相特性之间的差距最小，以获得电感参数和电阻参数；其中估计获得的幅相特性是根据建立的幅相特性模型在激励频率下获得的。

作为本发明提供的所述的永磁同步电机辨识电感电阻参数的方法的一种改进，在步骤(1)中，所述幅相特性模型的方程为

其中L为电机定子绕组的电感，R为电机定子绕组的电阻，ω为频率，j为虚数，K_p为PI控制器的比例增益，K_i为PI控制器的积分增益；G(jω)为电流环的幅相特性，即实际电流与命令电流之间的幅相特性，其中L、R为待辨识参数。

作为本发明提供的所述的永磁同步电机辨识电感电阻参数的方法的一种改进，所述幅相特性模型的方程的建立过程如下：

永磁同步电机采用直轴电流i_d＝0控制，建立直轴-交轴同步旋转坐标系下的电压方程为

其中u_d为直轴电压，u_q为交轴电压，i_q为交轴电流，L为电机定子绕组的电感，R为电机定子绕组的电阻，v_e为电机的电角速度，ψ_f为永磁体磁链，ψ_fv_e为电机的反电动势电压；