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CN117294199B - 电机反电动势常数在线辨识方法 - Google Patents

电机反电动势常数在线辨识方法 Download PDF

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CN117294199B CN202311587855.4A CN202311587855A CN117294199B CN 117294199 B CN117294199 B CN 117294199B CN 202311587855 A CN202311587855 A CN 202311587855A CN 117294199 B CN117294199 B CN 117294199B
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Abstract

本发明公开了一种电机反电动势常数在线辨识方法，涉及电机控制技术领域，包括：构造龙贝格观测器；离散化所述龙贝格观测器；反复迭代获得电机估计转速和估计位置，同时获得电机反电动势常数；本发明采用龙贝格观测器估计电机的转速和位置的同时，在线辨识电机反电动势常数，解决电机反电动势常数在线辨识问题。

Description

电机反电动势常数在线辨识方法
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，特别是一种电机反电动势常数在线辨识方法。
背景技术
变频电机反电动势常数在电机控制过程中起到了非常重要的作用。无能是MTPA最大力矩控制，还是无位置传感器观测器对位置速度的估计都离不开/>，而且/>会随着电机运行频率运行电流大小等因素动态变化，不是固定不变的。如果能够在电机运行过程中不断获取电机反电动势常数的/>值，就能够更加精细的控实现对电机的控制，提高电机的运行效率，降低运行噪音。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种电机反电动势常数在线辨识方法，本发明采用龙贝格观测器估计电机的转速和位置的同时，在线辨识电机反电动势常数，解决/>在线辨识问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电机反电动势常数在线辨识方法，包括以下步骤：
步骤1、构造龙贝格观测器；
步骤2、离散化所述龙贝格观测器；
步骤3、反复迭代获得电机估计转速和估计位置，同时获得电机反电动势常数。
作为本发明的进一步改进，所述步骤1具体如下：
电机运行方程如下：；
对所述电机运行方程进行变形：
；
；
；
；
其中：；/>、/>是电机d/q轴电压，/>、/>是电机d/q轴电流，/>、/>是电机d/q轴电感，/>是电机运行角速度，/>是电机反电动势常数，/>是电机电阻，/>是微分算符；
再通过坐标变换：
；
；
；
最终获得坐标轴下的方程：
；
；
其中：、/>是电机/>轴电流，/>、/>是电机/>轴电压，/>是旋转坐标轴d轴与固定坐标轴/>轴之间的夹角，/>、/>是电机/>轴反电动势电压；
从而构造龙贝格观测器如下：
；
其中：、/>是电机/>轴电流命令值，/>、/>是电机/>轴电流检测值，/>、是反馈系数，且/>。
作为本发明的进一步改进，电机轴电压/>、/>通过占空比获得电机U相和W相电压/>、/>进行计算，具体如下：/>；
其中：、/>、/>分别为U、V、W相占空比，/>为母线电压采样值，/>、/>分别为U、W相电压；从而得到电机/>轴电压/>、/>如下：/>。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2具体如下：
采用一阶向后差分法，离散化得到迭代公式如下：
；
；
；
其中：n是迭代次数，n为自然数，是计算周期。
作为本发明的进一步改进，所述步骤3具体如下：
通过迭代公式反复迭代，不断获得电机反电动势电压、/>，再通过，/>获得轴误差，/>为电机转子位置实际信号；
，采用锁相环PI调节将/>调节到0，获得电机转子位置估计信号/>；
通过获得电机转速/>；通过/>获得每一算法周期的；
通过在线获得迭代过程中的电机反电动势常数/>。
本发明的有益效果是：
本发明能够及时准确的获取电机转子的位置、转速和电机反电动势常数，用于实时获得电机反电动势常数，实时调节电机的控制，提高控制精度，实现提高电机运行效率，降低运行噪音的目的。
附图说明
图1为本发明实施例中旋转坐标系d/q和固定坐标系示意图；
图2为本发明实施例中转子真实位置d/q和转子估计位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例
一种电机反电动势常数在线辨识方法，通过构造龙贝格观测器，离散化观测器，反复迭代获得电机估计转速和估计位置，同时获得电机反电动势常数；具体包括：
由电机运行方程：
通过公式变形：；
；
；
；
其中：；/>、/>是电机d/q轴电压，/>、/>是电机d/q轴电流，/>、/>是电机d/q轴电感，/>是电机运行角速度，/>是电机反电动势常数，/>是电机电阻，/>是微分算符。
再通过如图1所示的坐标变换：
；
；
；
最终获得坐标轴下的方程：
；
；
其中：、/>是电机/>轴电流，/>、/>是电机/>轴电压，/>是旋转坐标轴d轴与固定坐标轴/>轴之间的夹角，/>、/>是电机/>轴反电动势电压；
构造龙贝格观测器：
；
其中：、/>是电机/>轴电流命令值，/>、/>是电机/>轴电流检测值，/>、是反馈系数，且/>。
为了提高控制精度，减小由于估计位置误差带来进一步的误差，、/>不采用电压命令值/>、/>变换到/>、/>，而是/>、/>通过占空比获得电机U相和W相电压/>、/>，再获得/>、/>。
其中：、/>、/>分别为U、V、W相占空比，/>为母线电压采样值，/>、/>分别为U、W相电压。
通过公式：
当时，/>，采用锁相环PI调节器，将/>调节到0，获得电机估计位置/>。其中/>为电机真实位置，如图2所示。进一步，通过/>获得电机转速。
由于，获得/>后，将获得/>。
由公式:进一步获得电机反电动势常数：
。
采用一阶向后差分法，离散化得：
；
；
其中n是迭代次数，n为自然数，是计算周期。
通过迭代公式反复迭代，不断获得电机反电动势//>，再通过，/>获得轴误差，/>，采用锁相环PI调节将/>调节到0，获得电机转子位置估计信号/>，通过/>获得电机转速/>，还能通过/>获得每一算法周期的/>，通过/>在线获得电机反电动势常数/>。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种电机反电动势常数在线辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、构造龙贝格观测器；
步骤2、离散化所述龙贝格观测器；
步骤3、反复迭代获得电机估计转速和估计位置，同时获得电机反电动势常数；
所述步骤1具体如下：
电机运行方程如下：
；
对所述电机运行方程进行变形：
；
其中：；/>、/>是电机d/q轴电压，/>、/>是电机d/q轴电流，/>、/>是电机d/q轴电感，/>是电机运行角速度，/>是电机反电动势常数，/>是电机电阻，/>是微分算符；
再通过坐标变换：
；
；
；
最终获得坐标轴下的方程：
；
其中：、/>是电机/>轴电流，/>、/>是电机/>轴电压，/>是旋转坐标轴d轴与固定坐标轴/>轴之间的夹角，/>、/>是电机/>轴反电动势电压；
从而构造龙贝格观测器如下：
；
其中：、/>是电机/>轴电流命令值，/>、/>是电机/>轴电流检测值，/>、/>是反馈系数，且/>；
电机轴电压/>、/>通过占空比获得电机U相和W相电压/>、/>进行计算，具体如下：
；
其中：、/>、/>分别为U、V、W相占空比，/>为母线电压采样值，/>、/>分别为U、W相电压；从而得到电机/>轴电压/>、/>如下：
；
所述步骤2具体如下：
采用一阶向后差分法，离散化得到迭代公式如下：
；
；
；
其中：n是迭代次数，是计算周期；
所述步骤3具体如下：
通过迭代公式反复迭代，不断获得电机反电动势电压、/>，再通过，/>获得轴误差/>，/>为电机转子位置实际信号；
，采用锁相环PI调节将/>调节到0，获得电机转子位置估计信号/>；
通过获得电机转速/>；通过/>获得每一算法周期的/>；
通过在线获得迭代过程中的电机反电动势常数/>。
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004236383A (ja) * 2003-01-28 2004-08-19 Yaskawa Electric Corp 永久磁石型同期電動機の磁極位置推定方法および制御装置
CN103825525A (zh) * 2014-03-17 2014-05-28 江苏吉泰科电气股份有限公司 一种改进的无传感器永磁同步电机速度估测方法
CN105450105A (zh) * 2015-12-16 2016-03-30 四川长虹电器股份有限公司 一种反电动势常数检测方法及空调设备
CN106208855A (zh) * 2015-05-27 2016-12-07 发那科株式会社 同步电动机的温度估计装置
CN106330044A (zh) * 2016-09-22 2017-01-11 四川长虹电器股份有限公司 电机反电动势常数辨识控制方法
CN107104620A (zh) * 2017-04-24 2017-08-29 湖北汽车工业学院 一种永磁同步电机无传感器控制系统
JP2018167614A (ja) * 2017-03-29 2018-11-01 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
CN110601611A (zh) * 2019-08-29 2019-12-20 南京理工大学 补偿无刷直流电机反电动势常数的无位置控制系统
CN112217428A (zh) * 2020-09-18 2021-01-12 江苏科技大学 水下机器人推进系统无位置传感器控制方法
CN113644853A (zh) * 2021-06-22 2021-11-12 浙大城市学院 一种基于龙伯格观测器的永磁同步电机定向校正系统
CN113726249A (zh) * 2021-08-10 2021-11-30 青岛海信日立空调系统有限公司 一种空调装置
CN115102446A (zh) * 2022-06-29 2022-09-23 慧灵科技（深圳）有限公司 一种电机参数辨识方法、装置及存储介质

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004236383A (ja) * 2003-01-28 2004-08-19 Yaskawa Electric Corp 永久磁石型同期電動機の磁極位置推定方法および制御装置
CN103825525A (zh) * 2014-03-17 2014-05-28 江苏吉泰科电气股份有限公司 一种改进的无传感器永磁同步电机速度估测方法
CN106208855A (zh) * 2015-05-27 2016-12-07 发那科株式会社 同步电动机的温度估计装置
CN105450105A (zh) * 2015-12-16 2016-03-30 四川长虹电器股份有限公司 一种反电动势常数检测方法及空调设备
CN106330044A (zh) * 2016-09-22 2017-01-11 四川长虹电器股份有限公司 电机反电动势常数辨识控制方法
JP2018167614A (ja) * 2017-03-29 2018-11-01 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
CN107104620A (zh) * 2017-04-24 2017-08-29 湖北汽车工业学院 一种永磁同步电机无传感器控制系统
CN110601611A (zh) * 2019-08-29 2019-12-20 南京理工大学 补偿无刷直流电机反电动势常数的无位置控制系统
CN112217428A (zh) * 2020-09-18 2021-01-12 江苏科技大学 水下机器人推进系统无位置传感器控制方法
CN113644853A (zh) * 2021-06-22 2021-11-12 浙大城市学院 一种基于龙伯格观测器的永磁同步电机定向校正系统
CN113726249A (zh) * 2021-08-10 2021-11-30 青岛海信日立空调系统有限公司 一种空调装置
CN115102446A (zh) * 2022-06-29 2022-09-23 慧灵科技（深圳）有限公司 一种电机参数辨识方法、装置及存储介质

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李立毅，等.基于Luenberger观测器的高速PMSM无传感器技术研究.《微特电机》.2013,第41卷(第4期),第31-34、62页. *

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