[发明专利]一种基于梯度下降法的稳态工况下的转速谐波抑制方法

权利要求书

1.一种基于梯度下降法的稳态工况下的转速谐波抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在永磁同步电机稳定运行时，测量电机的转速值ω_r(t)，并通过低通滤波和公式计算得到第k阶转速谐波的幅值A_ωk；

步骤二、向系统注入一个q轴电压谐波，注入电压谐波在角域重构为注入电压信号，加入到电压指令中；

步骤三、保持注入电压谐波幅值不变，改变它的相位，转速谐波幅值发生变化，用梯度下降法找出使转速谐波的幅值A_ωk达到最小的注入电压谐波最优相位θ_uqkM；

步骤四、保持注入电压谐波相位为步骤三找出的最优相位θ_uqkM，改变注入电压谐波的幅值，用梯度下降法找出使转速谐波的幅值A_ωk达到最小的注入电压谐波最优幅值A_uqkM；

步骤五、将注入电压谐波的幅值和相位分别设置为步骤三和四中找到的最优值A_uqkM和θ_uqkM，即可有效抑制转速谐波，当电机运行工况发生变化时，则重复步骤三和步骤四找到新工况下的最优注入电压谐波。

2.根据权利要求1所述的一种基于梯度下降法的稳态工况下的转速谐波抑制方法，其特征在于，步骤一中计算第k阶转速谐波的幅值A_ωk算法如下：

永磁同步电机的转速测量值ω_r(t)分别乘以sin(kθ)和cos(kθ)，然后经过低通滤波，得到直流分量乘以2以后，最后取两值平方和的1/2次方：

其中ω_r(t)是电机的转速测量值，LPF( )是低通滤波操作，A_ωk是第k阶转速谐波的幅值，θ为电机转角，k为要抑制的转速谐波的阶次。

3.根据权利要求1所述的一种基于梯度下降法的稳态工况下的转速谐波抑制方法，其特征在于，步骤二得到第k阶q轴注入电压谐波的角域重构信号的公式为：

其中，A_uqk和θ_uqk分别是第k阶q轴注入电压谐波的幅度和相位。

4.根据权利要求1所述的一种基于梯度下降法的稳态工况下的转速谐波抑制方法，其特征在于，步骤三中为寻找出使转速谐波的幅值达到最小值的注入电压谐波最优相位所使用梯度下降算法如下：

目标函数为：

；

根据第i时刻和第i-1时刻的转速谐波的幅值和电压谐波的相位，计算第i时刻函数的梯度，从而调整第i+1时刻的注入电压谐波使转速谐波的幅值减小；通过函数的迭代过程，最终会找到注入电压谐波最优相位，使转速谐波的幅值变化到最小；函数f的梯度计算为：

注入电压谐波相位的更新函数为：

其中α₁为步长因子。

5.根据权利要求1所述的一种基于梯度下降法的稳态工况下的转速谐波抑制方法，其特征在于，步骤四中为寻找出使转速谐波的幅值达到最小值的注入电压谐波最优幅值所使用梯度下降算法如下：

目标函数为：

；

根据第i时刻和第i-1时刻的转速谐波的幅值和电压谐波的幅值，计算第i时刻函数的梯度，从而调整第i+1时刻的注入电压谐波使转速谐波的幅值减小；通过函数的迭代过程，最终会找到注入电压谐波最优幅值，使转速谐波的幅值达到最小；函数f的梯度计算为：

注入电压谐波幅值的更新函数为：

其中α₂为步长因子。