[发明专利]一种电机预定位估计的方法

摘要

本发明公开了一种电机预定位估计的方法，属于电机控制领域。本发明根据工程应用的实际情况，提出了一种迭代算法。该算法考虑了预定位过程中影响定位精度的主要因素，提出并且证明了一个迭代定理作为其理论基础。本算法采用离线迭代计算的方式，通过坐标变换和力与电流的等效，将电磁力与干扰力在两相静止坐标系下进行了统一。用数值迭代的方式代替了方程的直接解析，并证明了迭代的收敛性。相比于常规预定位位置估计方法，它简单、可靠、精度高并且易于实现，还有一定的判别与纠正数据误差的能力，具有较高的理论与应用价值。在直线电机上对该算法进行了验证，显示出良好的效果。

主权项

1.一种电机预定位估计的方法，其特征在于：该方法以所选取的初始迭代区域(1)、每组迭代的两个方程(2)以及基于迭代定理的方程求解方法(3)为其特征，根据物理概念与实际测量结果，并结合迭代定理的初始条件，选择电磁力与干扰力均严格递减的区域，为了便于衡量电磁力与干扰力合力所处的位置，将这两种力在两相静止坐标系(α‑β系)中进行统一，根据力的平衡与迭代定理的实际执行过程，提出了每两次迭代所需求解的两个方程，将力等效为电流，并与给定电压输入在两相静止坐标系(α‑β系)中进行合成，规避了在方程求解过程中复杂的计算；在迭代过程中，下一组的区间范围应包含在上一组的区间范围之内，因此，一方面，如果下一组的区间反而扩大，这表示计算过程或者测量数据存在明显误差，可以根据需要终止迭代过程，进行纠正；另一方面，即使数据误差存在，只要这个误差不大，迭代过程仍可能收敛，算法具有一定的鲁棒性；该方法的基础定理如下：令电磁力的解析函数为F_em(θ)，干扰力函数的解析表达式是F_d(θ)，其中θ为电机动子等效电角度，设F_em(θ)的零点是θ₀，F_d(θ)的零点是θ_‑1，当θ₀≠θ_‑1时，预定位过程的精确解是F_em(θ)和F_d(θ)均为θ_‑1与θ₀所围成的区间上的连续减函数，且不等式|F_em(θ_‑1)|＞|F_d(θ₀)|成立，设方程F_em(θ)+F_d(θ_i)＝0的解是θ_i+1，i＝0，1，2，...，这里θ_i是第i次的迭代结果，那么将有如下三个结论：1)或(θ_2k，θ_2k‑1)；2)或3)或这里k＝0，1，2，...，且迭代区间最终将收敛于