[发明专利]一种永磁同步电机电感在线辨识方法及系统

说明书

本发明提供一种永磁同步电机电感在线辨识方法及系统包括：S1、建立在高频正弦电压信号注入的下永磁同步电机数学模型；S2、获取在所述高频正弦电压信号激励下的内置式永磁同步电机的高频正弦电流分量的幅值信号，据以估计所述内置式永磁同步电机的d、q轴电感；S3、考虑逆变器非线性影响，建模高频等效电阻；S4、根据逆变器非线性影响辨识i_d＝0控制下所述内置式永磁同步电机的电感。本发明解决了方程欠秩、电感辨识效果差及辨识精度低的技术问题。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机控制的技术领域，具体涉及一种永磁同步电机电感在线辨识方法及系统。

背景技术

内置式永磁同步电机(IPMSM)具有功率密度高、效率高、运行可靠等优点，被广泛应用于航空航天、电动汽车、新能源发电等领域。IPMSM的电感参数受磁路饱和以及交叉耦合的影响，电感对电流变化敏感，在不同电机运行条件下电感参数变化明显，为了实现对IPMSM的高性能控制，有必要实时获取精确的电感参数，IPMSM电感参数在线辨识具有十分重要的意义。

申请号为CN202110546812.6的发明专利《一种基于无迹卡尔曼滤波的同步磁阻电机电感辨识方法、系统、终端及可读存储介质》构建同步磁阻电机的电机模型，所述电机模型包括：非线性状态方程函数和非线性观测方程函数；其中，将电机的d轴电流id、q轴电流iq作为观测量Z，将电机的d轴电流id、q轴电流iq、d轴电感Ld和q轴电感Lq作为状态变量X；将电机的d轴电流id、q轴电流iq、d轴电压ud、q轴电压uq以及转子电角速度ωe输入所述电机模型，基于无迹卡尔曼滤波进行当前时刻的状态更新和观测更新；计算状态和观测更新后的观测残差，并基于所述观测残差确定时变渐消因子λk，所述时变渐消因子λk的公式如下：式中，σ为误差可调系数，εk为时刻k的观测残差ε，tr[]表示矩阵的迹，为k时刻的观测更新后计算出的观测量的自协方差矩阵，T为矩阵转置符号；将所述时变渐消因子λk作为卡尔曼滤波增益修正，计算下一时刻的状态更新和协方差更新；基于步骤4中下一时刻的状态更新得到同步磁阻电机电感的d轴电感Ld、q轴电感Lq；再返回步骤2进入下一个时刻的迭代运算。前述现有专利采用基于dq轴系下的电压方程的算法进行电感辨识，而在i_d＝0控制下，基于dq轴系下的电压方程的算法存在方程欠秩的问题，难以直接辨识直轴电感L_d，并且电感辨识的效果受电机转速和负载变化的影响；基于高频信号注入的方法，受逆变器非线性影响，引起注入的高频正弦电压信号失真，造成电感辨识的误差。现有技术存在方程欠秩、电感辨识效果差及辨识精度低的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何解决现有技术中的方程欠秩、电感辨识效果差及辨识精度低的技术问题。

本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种永磁同步电机电感在线辨识方法包括：

S1、建立在高频正弦电压信号注入下的永磁同步电机数学模型；

S2、利用所述永磁同步电机数学模型中的改进型增强型锁相环提取高频电流响应，据以估计所述高频正弦电压信号激励下的内置式永磁同步电机的高频正弦电流分量的幅值信号，以估计所述内置式永磁同步电机的d、q轴电感，并利用所述改进型增强型锁相环估计直流分量信号供电流闭环控制；

S3、根据逆变器非线性影响下的相电压误差与相电流的非线性关系建模获取等效高频电阻建模关系数据R_xh,x＝abc，根据d轴或q轴的电压信号注入方式，将所述电阻建模关系数据R_xh,x＝abc作为电流基频分量i_xf的函数，据以获取各控制策略下的相基频电流关系数据，根据所述电阻建模关系数据R_xh,x＝abc在相电流瞬时值趋近于0时阻值的正交性及所述三相基频电流关系数据建模，以得到三相对称等效高频电阻建模关系数据，坐标变换所述三相对称等效高频电阻建模关系数据并以傅里叶级数形式处理得到三相阻值电流非线性关系数据；