[发明专利]一种记忆电机永磁磁链观测方法

说明书

本发明公开了一种记忆电机永磁磁链观测方法，该方法设计了基于前馈解耦的自抗扰电流控制器，通过q轴扰动分量计算得到永磁磁链观测值；根据电压方程和观测的磁链值，在线辨识出d、q轴电感值，反馈至电流控制器，得到磁链估计的准确值。该种方法巧妙地利用了所设计的电流控制器扰动分量进行磁链观测，同时又能提高调磁电流跟踪精度。此外，通过反馈在线辨识的d、q轴电感值至控制器，提高了磁链观测的鲁棒性，适用于电机参数变化大场合。

技术领域

本发明涉及电机参数辨识领域，尤其涉及一种记忆电机永磁磁链观测方法。

背景技术

记忆电机(Memory Motor,MM)，相较于普通的永磁同步电机，其永磁磁链可变，得到了国内外学者的关注与认可。通常在低转速时施加充磁电流脉冲，使电机处于高磁化状态，输出转矩大；在高速运行阶段施加去磁电流脉冲，使电机处于低磁化状态，拓宽调速范围，降低弱磁损耗。

记忆电机在运行时，需要根据当前磁化状态、转速等运行条件，选择合适的调磁电流脉冲幅值，调节永磁体磁化状态。此外，记忆电机中的低矫顽力永磁体容易出现负载退磁等情况，需要对永磁磁链实时观测。目前常用的观测方法，分为离线和在线方法，离线方法主要为空载反电势法，即空载拖动电机至某转速，根据反电势幅值计算得到永磁磁链值。在线辨识方法主要包括最小二乘法，模型参考自适应法，扩展卡尔曼滤波方法，然而这些方法计算量大，且当电机参数变化大时，磁链观测准确度下降。记忆电机相比于普通永磁同步电机，磁链变化大，电感参数变化也更为明显，因为，需要一种鲁棒性强的磁链观测方法。

发明内容

发明目的：本发明针对记忆电机磁链、电感等参数变化较大引起磁链观测不准确等问题，提供了一种记忆电机永磁磁链观测方法。

技术方案：一种记忆电机永磁磁链观测方法，包括如下步骤：

S1、离线测得电机相电阻R，空载dq轴静态电感L_d0、L_q0；

S2、设计基于前馈解耦的自抗扰电流控制器，并提取自抗扰电流控制器的q轴扰动分量u_{q_dc}，滤波后除以当前电角速度ω_e，得到永磁磁链观测值

S3、基于永磁磁链观测值和电压方程，辨识当前负载情况下的dq轴电感值并反馈至电流控制器；

S4、根据观测的永磁磁链，以及当前转速条件，选择合适的调磁电流脉冲进行调磁。

进一步地，所述步骤S2中，基于前馈解耦的自抗扰电流控制器的设计包括以下步骤：

S2.11、记忆电机的dq轴电压方程为：

式中，L_d、L_q分别为考虑交叉饱和效应的dq轴静态电感，随着负载电流变化而变化，ω_e为电角速度，ψ_PM(i_d)为可变永磁磁链；

S2.12、为方便搭建基于前馈解耦的自抗扰电流控制器，式(1)改变成如下形式：

式中，为d、q轴电感估计值，其初始值为分别为离线测得的d、q轴电感L_d0、L_q0，ΔR为离线测得的电阻与实际电阻的差值，u_{d_ff}、u_{q_ff}分别d、q轴前馈解耦电压分量，u_{d_dc}、u_{q_dc}分别为d、q轴扰动分量；

S2.13、设计线性自抗扰电流控制器(Linear Active Disturbance RejectionController,LADRC)：