[发明专利]一种基于改进最小二乘法的永磁同步电机参数辨识系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机参数辨识系统，尤其是涉及一种基于改进最小二乘法的永磁同步电机参数辨识系统。

背景技术

当今，由于电机控制理论和控制技术的不断发展，以及高精度的电机控制技术的迫切要求，研究人员更加注重于从实时获得高精度电机参数的方面来提高对永磁同步电机的控制性能。若所设计的控制器参数与被控电机参数匹配不当，就会对整个系统的控制性能产生影响。

目前国内外主要采用将部分电机参数设定为固定值进行辨识、利用电机特殊状态下进行电机参数辨识、利用额外的测量仪器对电机参数进行辨识、注入扰动信号进行电机参数辨识等。这些方法不仅成本高、参数辨识效率慢、适用性较低，同时其辨识的参数也不能实时变动与实际值保持一致，因此一种计算效率高、具有实时性和准确性的永磁同步电机参数辨识系统是十分被需要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于改进最小二乘法的永磁同步电机参数辨识系统，该系统能够将实时采集到的电流值、电压值和转速值带入参数辨识算法中进行计算，从而辨识出永磁同步电机的实时电阻值、实时电感值和实时永磁体磁链值；尤其是采用的改进最小二乘法通过对数据包1和数据包2的循环利用，使实时获得的新数据来更新旧的参数值，减少了系统保存数据所需的空间，提高了计算效率，同时能够保证参数辨识计算的实时性和准确性。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的基于改进最小二乘法的永磁同步电机参数辨识系统，包括永磁同步电机参数采集系统、永磁同步电机控制系统和参数辨识算法，其中：永磁同步电机参数采集系统通过数据传输线与被测永磁同步电机相连；永磁同步电机控制系统采用直轴电流i_d＝0的正弦波矢量控制系统，其通过数据传输线将数据传输到永磁同步电机参数采集系统；参数辨识算法采用基于改进最小二乘法的永磁同步电机参数辨识方法，其通过将永磁同步电机参数采集系统采集到的实时电压V、实时交轴电流Iq、实时直轴电流Id、实时转速Wr代入参数辨识公式中进行计算，从而得出永磁同步电机的实时电阻值R、实时电感值L、实时永磁体磁链值Ψ_f，实现永磁同步电机的参数辨识。

所述永磁同步电机参数采集系统包含电压采集器、电流采集器、转速采集器，它们通过数据传输线与被测永磁同步电机相连。

所述电压采集器和电流采集器采用多通道电压电流数据记录仪，所述转速采集器采用智能转速采集仪。

所述永磁同步电机控制系统包括永磁同步电机模块、IGBTInverter模块、转速调节器、HCPWM模块，该控制系统通过将各模块整合到一起，实现永磁同步电机的矢量控制，从而使永磁同步电机保持稳定运行，并通过数据传输线将数据传输到永磁同步电机参数采集系统。

所述的永磁同步电机模块是三相永磁同步电机模块，该模型基于采用Park变换的转子dq坐标系上的永磁同步电机动态方程；IGBTInverter模块为IGBT三相桥式逆变器；转速调节器采用离散PI调节器，其输出作为定子电流q轴分量给定值iq，同时定子电流d轴分量给定值id＝0；HCPWM模块是一个实现滞环电流控制PWM的子系统。

所述参数辨识公式为：

式中：R为永磁同步电机的实时电阻值，L为永磁同步电机的实时电感值，Ψ_f为永磁同步电机的实时永磁体磁链值，a、b、c、d为引入的四个中间参数。

所述四个中间参数采用以下求解方法得到：

(1)推导出永磁同步电机的离散动态方程为：

式中：i_q(k)为第k次测得的交轴电流值，u_q(k)为第k次测得的电压值，w_r(k)为第k次测得的转速值，其中2≤k≤2m；

(2)将永磁同步电机参数采集系统的数据包1和数据包2中循环存储的的实时电压值V_n、实时交轴电流值Iq_n、实时直轴电流值Id_n、实时转速值Wr_n代入永磁同步电机离散动态方程中，通过解方程组即可得出a、b、c、d这四个中间参数的值。

本发明与现有技术相比具有以下的主要的优点：

1.提高了永磁同步电机的调速性能：