[发明专利]基于正弦扰动的永磁同步电机驱动系统机械参数辨识方法

说明书

技术领域

本发明属于同步电机控制技术领域，具体涉及一种基于正弦扰动的永磁同步电机驱动系统机械参数辨识方法。

背景技术

永磁同步电机最重要的机械参数包括转动惯量和粘性摩擦系数；现有的永磁同步电机驱动系统的机械参数辨识方法的缺陷主要在于以下两点：(1)需要施加比较复杂的加、减速过程；(2)需要比较繁琐的系统辨识算法和积分微分计算来辅助计算。但是对于商业驱动器而言，其核心处理器往往是倾向于低成本的低速处理器，其性能上不适于加载运行较复杂的辨识算法和积分微分计算，因此限制了现有永磁同步电机驱动系统的机械参数辨识方法在工程上的应用和推广。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于正弦扰动的永磁同步电机驱动系统机械参数辨识方法，其目的在于利用正弦扰动信号来获取电机的转动惯量和粘性摩擦系数，由此解决现有机械参数辨识方法需要复杂的加、减速过程并且计算量大的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于正弦扰动的永磁同步电机驱动系统机械参数辨识方法，具体地，根据如下方法获取转动惯量：

(a)在永磁同步电机的交轴上注入一个周期的正弦扰动电流，并将永磁同步电机的直轴电流i_d设置为0；

(b)获取转子机械角速度的过零时间点t＝t₀处的瞬态交轴电流值i_q(t₀)；

(c)根据所述述的瞬态交轴电流值i_q(t₀)，

获得转动惯量

其中，p是指永磁同步电机极对数，ψ_m是指永磁磁链，ω_p是指机械角速度的实测峰值或谷值，ω_h是指注入扰动电流的频率。

优选地，上述的永磁同步电机驱动系统机械参数辨识方法，在步骤(a)之后，根据如下方法获取粘性摩擦系数：

(d)获取机械转子角速度的峰值时间点t＝t_p处所对应的交轴电流值i_q(t_p)；

(e)根据所述的交轴电流值i_q(t_p)，

获得粘性摩擦系数

优选地，上述的永磁同步电机驱动系统机械参数辨识方法，根据如下步骤检测转子机械角速度的过零点：

(1)定义一个变量Polarity表示当前转子机械角速度的正负值，若为正值，则Polarity＝1；若为负值，则Polarity＝-1；

(2)若当前采样时刻(t＝T(k+1))的Polarity值与上一次采样时刻(t＝Tk)所检测到的Polarity值相反，则判定t＝Tk为转子机械角速度的过零点。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

通过本发明提供的基于正弦扰动的永磁同步电机驱动系统机械参数辨识方法，可以在不施加复杂加速度过程和复杂系统辨识算法的情况下，只需要获取转子机械角速度峰值ω_r(t＝t_p)、转子机械角速度峰值ω_r(t＝t_p)所对应的i_q(t＝t_p)，转子机械角速度过零点ω_r(t＝t₀)所对应的i_q(t＝t₀)这些关键数据，就可以精确计算永磁同步电机驱动系统的转动惯量和粘性摩擦系数；与现有技术需比较而言，不需要复杂的系统辨识算法和繁琐的积分微分计算，具有快速简单、计算量少的有益效果，对驱动器处理速度和性能要求不高，因此极适用于在工程上的应用和推广。

附图说明

图1是实施例中检测的永磁同步电机转子机械角速度曲线示意图；

图2是实施例中检测的永磁同步电机转子交轴电流曲线示意图；

图3是实施例中转子机械角速度过零点监测示意图；

图4是实施例中交轴电流的过零点监测示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。