[发明专利]一种铁芯电抗器参数识别方法

摘要

本发明涉及一种铁芯电抗器参数识别方法，该方法包括实验采集串联RL_β电路的脉冲响应数据、数值计算串联RL_β电路的脉冲响应，以及通过最小二乘算法辨识铁芯电抗器电感量和阶数。本发明的铁芯电抗器参数识别方法基于电容和电感实际都是分数阶的认识，采用测量分数阶铁芯电抗器的脉冲响应特性的实验方法，获得铁芯电抗器分数阶阻抗模型的精确参数(电感量和分数阶阶次)。

主权项

1.一种铁芯电抗器参数识别方法，该方法包括：步骤一，实验采集串联RLβ电路的脉冲响应数据；步骤二，数值计算串联RLβ电路的脉冲响应；步骤三，通过最小二乘算法辨识铁芯电抗器电感量和阶数；所述参数辨识算法流程包括如下步骤：步骤1、实验采集铁芯电抗器输出电流脉冲响应数据，获得io*；其中，io*为脉冲响应实验铁芯电抗器的输出电流；步骤2、根据脉冲响应实验电路初始时刻的边界条件，由公式确定R2；其中，R1为脉冲响应实验电路外加电阻值；步骤3、由电流io的上升时间对应的上升电流定义曲线斜率，计算公式如下：其中，为铁芯电抗器的输出电流曲线斜率，I_90％为铁芯电抗器的输出电流达到最大值的90％，I_10％为铁芯电抗器的输出电流达到最大值的10％，t_90％为铁芯电抗器的输出电流达到最大值的90％的时刻，t_10％为铁芯电抗器的输出电流达到最大值的10％的时刻；步骤4、给定或更新L和β的初值，代入公式，其中，L为铁芯电抗器的电感值，β为电感的阶数；并调用MATLAB工具中的MLF子程序，求出io(t)的时域解析解；步骤5、判断铁芯电抗器输出电流的脉冲响应仿真曲线的斜率与实验曲线的斜率是否相等；如果不相等，则按照以下公式修正β的值：Δβ＝β×5％β＝β+Δβ，然后回到步骤4，更新β的初值，继续优化；如果相等，则确定铁芯电抗器分数阶模型的阶数β值，然后继续下一步;步骤6、由实验数据计算电流曲线的位移常量ΔTf，定义为其中，L₁为已知的铁芯电抗器的电感值，L₂为待测的铁芯电抗器的电感值，分别是第一个极点电流对应的时刻，则第一个极点电流的计算公式为步骤7、由已知的L1及其实验数据，并根据步骤6中的公式求得待测铁芯电抗器的L，表达式为步骤8、判断是否满足最小二乘优化指标，最小二乘优化指标的表达式为；其中，t为时间变量，n为优化计算次数，k为第k次优化计算，i₀(t)_k为第k次优化计算铁芯电抗器输出电流瞬时值，为第k次优化计算脉冲响应实验铁芯电抗器的输出电流；如果不满足，则按照以下公式修正L的值：ΔL＝L×5％L＝L+ΔL，然后回到步骤4，更新L的初值，继续优化；如果满足，则确定待测铁芯电抗器的L值，程序结束；利用MATLAB编程实现参数辨识算法，仿真计算得到铁芯电抗器输出电流脉冲响应的曲线数据，并与试验曲线对比，最终辨识得到待测铁芯电抗器的分数阶电感值L和阶数β。