[发明专利]一种交流电机自适应控制方法及控制系统

摘要

本发明公开了一种交流电机自适应控制方法及控制系统，属于交流电机自适应控制技术领域。目的是为了解决煤矿井下环境恶劣多变，通风电动机温度保护功能明显下降导致井口温度提升，瓦斯等爆炸事故不断的问题。控制方法具体为进行交流电机运行环境温度采集及交流电机电流采样，将结果传送给主控芯片ARM，主控芯片ARM根据温度模型及电流模型，对温度及电流进行FFT运算，通过驱动器控制智能逆变器IPM实现交流电机的自适应控制。控制系统，包括温度采集电路、电流采样保值电路、主控芯片ARM、驱动器、智能逆变器IPM。本发明与传统控制系统相比，增设了速度和转矩的双闭环反馈监控，实现了系统在线实时跟踪功能。

主权项

一种交流电机自适应控制方法，其特征在于，所述方法具体为：进行交流电机运行环境温度采集及交流电机电流采样，将结果传送给主控芯片ARM，主控芯片ARM根据温度模型及电流模型，对温度及电流进行FFT运算，通过驱动器控制智能逆变器IPM实现交流电机的自适应控制；所述温度模型具体为：把电机运行整个过程离散为一个个小区间T，在每个小区间上的温度值由温度传感器在线检测，并做近似线性化处理，再经隔离、滤波、放大及频率补偿处理后，送入ARM的I/O，进行A/D转换并数字滤波处理，然后做快速FFT运算，获得的温度‑时间关系式，如公式一所示：式中：θi‑第i时间段温度；θi‑1‑第i‑1时间段温度，θi去噪声处理，依据数据融合法则，去噪声算法如下：设满足条件的温度方程θ，如公式二所示：θ＝Hθi+R    公式二式中：H——温度方程系数矩阵；R——误差向量，根据一致性法则，公式二计算的温度值去极值处理，然后分两组，分别表示为θ1k、θ2k，则每组算术平均值及噪声标准误差依次表示为公式三：根据分批估算原则获得温度融合标准误差，如公式四所示：令H＝[1 1]T，σ＝[T1 T2]T，可推导出温度动态响应的函数式，如公式五所示：由公式五算出的温度值应满足T＜Tm，Tm为电机正常运行极限温度；电流模型具体为：设采样电流频率为fs，信号源频率为f，取fS＞2f，采样点数为N，N取2的整数次方，送入到ARM中，先做A/D转换，而后进行数字滤波处理、FFT算法，获得一个N点复数，每一个复数点对应一个频率，接着进行取模运算获得该频率下幅频响应函数，再由FFT公式推导出各相电流基次波实部和虚部的数学模型；相电流基次波实部公式如公式六所示：相电流基次波虚部公式如公式七所示：式中：Ika‑第k时间段的电流；Ika‑1‑第k‑1时间段的电流，采取前面温度去噪声算法获得相实部去噪声处理的标准误差公式，如公式八所示：式中：I1i，I2i‑Ika分组电流；I1，I2‑每组对应的算术平均值，将公式六和公式八式联立求得电流动态跟踪的数学模型，如公式九所示：根据公式九计算的电流值应满足Ika＜Im，Im为电机正常运行时额定电流。