[发明专利]一种异步电机电感参数在线辨识方法

说明书

本发明涉及一种异步电机电感参数在线辨识方法，包括步骤：1)根据d‑q同步旋转坐标下的电流和电压信号，基于负载角补偿校正进行转子磁场准确定向；2)在转子磁场准确定向条件下对定子d轴磁链进行闭环调节；3)在转子磁场准确定向和定子d轴磁链闭环调节的条件下，对定子电感参数进行在线辨识；4)在转子磁场准确定向和定子d轴磁链闭环调节的条件下，对漏磁系数进行在线辨识，并将漏磁系数在线辨识的结果反馈至转子磁场准确定向中。与现有技术相比，本发明无需引入复杂冗繁费时费资源的算法，也无需专门的硬件支持，能够对定子电感和漏磁系数进行快捷准确的在线辨识，确保矢量控制系统所需电感参数的实时准确性。

技术领域

本发明涉及异步电机控制技术领域，尤其是涉及一种异步电机电感参数在线辨识方法。

背景技术

异步电机变频调速转子磁场定向矢量控制可以将异步电机固有的非线性机械特性改造成与直流电机相似的线性机械特性，而且电流与磁链之间完全解耦，具备了达到直流电机调速控制优良性能的基本条件。因而转子磁场定向是异步电机矢量控制中最值得深入研究和完善的控制技术。但是在转子磁场定向矢量控制技术的几十年发展历程中，由于受到电机转子电阻Rr和时间常数Tr随运行状态与温度不同而大幅度变化的影响，使转子磁场定向难以准确，成为阻碍高性能变频调速技术发展一直悬而未决的难题。现有技术研究解决这个问题的方法和途径主要有两类：

1、采用各种不同方法建立转子磁链的数学模型，对转子磁链进行反馈闭环控制。再用非常复杂的参数辨识算法(模糊逻辑算法、神经网络算法、蚁群算法、遗传算法等，这些算法还远不成熟)，对模型中的转子电阻Rr和时间常数Tr进行离线或在线辨识修正。这类方法显而易见的缺点是大大增加了控制系统的复杂性，甚至有可能对控制系统的稳定性、可靠性、快速性和准确性带来严重的负面效果。

2、采用各种不同的磁通观测技术，诸如全阶状态观测器、滑模观测器、卡尔曼滤波器、模型参考观测器……等等，都还存在各种各样的问题，目前还处于研究实验阶段，实际用于交流电机的磁通准确观测还有较大距离。

异步电机的电感和漏磁系数是高性能变频调速矢量控制必不可缺的重要参数，常采用离线参数测试或在线参数辨识方法获得。离线参数测试主要包括电机堵转试验法、空载试验法和注入信号测试法等。由于离线测试的工作量大，准确性不高，且电机的工作状态与实际运行状态差别较大，所测试的参数难以满足控制系统的要求。目前在线参数辨识法主要包括扩展卡尔曼滤波法、模型参考自适应法、改进型最小二乘法和智能算法如神经网络算法、遗传算法、蚁群算法等等。这些方法，实际用于交流电机的电感参数准确观测都还远不成熟。其显而易见的缺点是大大增加了控制系统的复杂性，甚至有可能对控制系统的稳定性，可靠性，快速性和准确性带来严重的负面效果。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种异步电机电感参数在线辨识方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种异步电机电感参数在线辨识方法，包括如下步骤：

S1、根据d-q同步旋转坐标下的电流和电压信号，基于负载角补偿校正进行转子磁场准确定向。具体地：

利用d-q同步旋转坐标下的电流和电压信号，构造一种不含定子电阻R_r和转子电阻R_r的负载角θ的参考模型，表达式为：

其中：

σ为电机的漏磁系数，其计算式为：