獲得前饋參數(shù)1和前饋參數(shù)2,從而確??刂朴来磐诫?機的精確度和響應速度。
[0137] 綜上所述,根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁同步電機的控制方法,通過根據(jù)永磁同步電 機運行過程中的d軸反饋電流、q軸反饋電流以及d軸給定電壓、q軸給定電壓和永磁同步 電機的轉(zhuǎn)速辨識永磁同步電機的定子電阻、轉(zhuǎn)子磁鏈、d軸電感和q軸電感,然后根據(jù)辨識 得到的定子電阻、轉(zhuǎn)子磁鏈、d軸電感和q軸電感計算永磁同步電機的最大轉(zhuǎn)矩電流比MTPA 曲線,并根據(jù)MTPA曲線生成電機參數(shù)表,最后通過查詢電機參數(shù)表以獲得永磁同步電機的 控制參數(shù),并根據(jù)永磁同步電機的控制參數(shù)對永磁同步電機進行控制,從而可實現(xiàn)對永磁 同步電機準確、快速地控制。其中,在辨識永磁同步電機的定子電阻、轉(zhuǎn)子磁鏈、d軸電感 和q軸電感時可采用最小二乘法進行辨識,辨識結(jié)果準確、收斂迅速,并且無需額外增加硬 件設(shè)施,僅通過現(xiàn)有的逆變器測量永磁同步電機的電流以及轉(zhuǎn)速,就能計算出永磁同步電 機的參數(shù);然后可通過離線標定的方法計算出所有電流點下的永磁同步電機的參數(shù),制作 成表,計算精度比較高,能夠得到比較準確的電流值的點,同時計算速度快,省去了大量的 永磁同步電機標定的時間;最后在對永磁同步電機的控制過程中,通過查表的方式就可以 快速確定永磁同步電機的實際控制參數(shù),從而提高了永磁同步電機的控制精確度和響應速 度。
[0138] 圖10為根據(jù)本發(fā)明的實施例的永磁同步電機的控制裝置的方框示意圖。如圖10 所示,該永磁同步電機的控制裝置包括:辨識模塊10,計算模塊20,生成模塊30,控制模塊 40。
[0139] 其中,辨識模塊10用于根據(jù)永磁同步電機運行過程中的d軸反饋電流、q軸反饋 電流以及d軸給定電壓、q軸給定電壓和永磁同步電機的轉(zhuǎn)速辨識永磁同步電機的定子電 阻、轉(zhuǎn)子磁鏈、d軸電感和q軸電感;計算模塊20用于根據(jù)辨識得到的定子電阻、轉(zhuǎn)子磁鏈、 d軸電感和q軸電感計算永磁同步電機的最大轉(zhuǎn)矩電流比MTPA曲線;生成模塊30用于根 據(jù)MTPA曲線生成電機參數(shù)表;控制模塊40通過查詢電機參數(shù)表以獲得永磁同步電機的控 制參數(shù),并根據(jù)永磁同步電機的控制參數(shù)對永磁同步電機進行控制。
[0140] 具體地,根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,辨識模塊10在辨識永磁同步電機的定子電阻 Rs、轉(zhuǎn)子磁鏈wf、d軸電感Ld和q軸電感Lq時,首先對上述公式(7)所示的永磁同步電機 的穩(wěn)態(tài)模型進行變換以分別獲得上述公式(8)所示的第一數(shù)學模型和上述公式(9)所示的 第二數(shù)學模型,然后將永磁同步電機運行過程中的d軸反饋電流Id、q軸反饋電流Iq以及 d軸給定電壓Ud、q軸給定電壓Uq和永磁同步電機的轉(zhuǎn)速 ' 作為輸入量,以及將第一數(shù)學 模型和第二數(shù)學模型分別應用到帶遺忘因子的最小二乘法中,即將上述公式(10)和公式 (11)應用到
[0141] 并上述公式(2)、公式(3)以及公式(4)中,并通過不斷地循環(huán)執(zhí)行上述公式(2)、 公式(3)以及公式(4),使其達到上述公式(1)所示的最小二乘法的最優(yōu)性能指標,從而實 現(xiàn)定子電阻Rs、轉(zhuǎn)子磁鏈W f、d軸電感Ld和q軸電感Lq的辨識。具體辨識過程如圖2所 示的參數(shù)辨識流程圖。其中,辨識模塊10對永磁同步電機的定子電阻Rs和轉(zhuǎn)子磁鏈W f進 行辨識的頻率小于對d軸電感Ld和q軸電感Lq進行辨識的頻率。經(jīng)過辨識得到類似于圖 3、圖4所示的三維圖。
[0142] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,計算模塊20根據(jù)辨識得到的定子電阻Rs、轉(zhuǎn)子磁鏈 Wf、d軸電感Ld和q軸電感Lq以及永磁同步電機的轉(zhuǎn)速、需要的轉(zhuǎn)矩、直流側(cè)電壓、最大功 率、極對數(shù)、定子電流極限值等一些約束條件,通過上述公式(14)和公式(16)計算永磁同 步電機的輸出轉(zhuǎn)矩和最低需求轉(zhuǎn)速,以獲得輸出轉(zhuǎn)矩參數(shù)表和最低需求轉(zhuǎn)速參數(shù)表,然后 根據(jù)當前給定轉(zhuǎn)矩和當前給定轉(zhuǎn)速分別對輸出轉(zhuǎn)矩參數(shù)表和最低需求轉(zhuǎn)速參數(shù)表進行篩 選,以獲得同時滿足第一預設(shè)條件和第二預設(shè)條件的電流數(shù)據(jù)點,以及根據(jù)電流數(shù)據(jù)點獲 得多個最大轉(zhuǎn)矩電流比的數(shù)據(jù)點,最后根據(jù)多個最大轉(zhuǎn)矩電流比的數(shù)據(jù)點生成如圖7所示 的MTPA曲線。
[0143] 其中,第一預設(shè)條件為:篩選獲得的輸出轉(zhuǎn)矩與當前給定轉(zhuǎn)矩之差的絕對值小于 第一預設(shè)值,并且,第二預設(shè)條件為:篩選獲得的最低需求轉(zhuǎn)速與當前給定轉(zhuǎn)速之差的絕對 值小于第二預設(shè)值。即言,同時滿足第一預設(shè)條件和第二預設(shè)條件的電流數(shù)據(jù)點為同時接 近于當前給定轉(zhuǎn)速和當前給定轉(zhuǎn)矩的電流值的點。在本發(fā)明的實施例中,第一預設(shè)值和第 二預設(shè)值可以根據(jù)實際情況進行標定。
[0144] 進一步地,計算模塊20分別通過如圖6所示的恒轉(zhuǎn)矩區(qū)篩選的方式和恒功率區(qū)篩 選的方式獲得多個最大轉(zhuǎn)矩電流比的數(shù)據(jù)點。
[0145] 具體地,計算模塊20通過恒轉(zhuǎn)矩區(qū)篩選的方式獲得最大轉(zhuǎn)矩電流比的數(shù)據(jù)點時, 根據(jù)當前給定轉(zhuǎn)矩和當前給定轉(zhuǎn)速分別對輸出轉(zhuǎn)矩參數(shù)表和最低需求轉(zhuǎn)速參數(shù)表進行篩 選,以獲得同時滿足第一預設(shè)條件和第二預設(shè)條件的第一電流數(shù)據(jù)點,計算模塊20根據(jù)第 一電流數(shù)據(jù)點獲得符合最大轉(zhuǎn)矩電流比的第一數(shù)據(jù)點,并在判斷符合最大轉(zhuǎn)矩電流比的第 一數(shù)據(jù)點對應的轉(zhuǎn)矩小于等于永磁同步電機的最大需求轉(zhuǎn)矩且符合最大轉(zhuǎn)矩電流比的第 一數(shù)據(jù)點對應的轉(zhuǎn)速大于等于永磁同步電機的最大轉(zhuǎn)速時,符合最大轉(zhuǎn)矩電流比的第一數(shù) 據(jù)點為獲得的最大轉(zhuǎn)矩電流比的數(shù)據(jù)點。
[0146] 在計算模塊20判斷符合最大轉(zhuǎn)矩電流比的第一數(shù)據(jù)點對應的轉(zhuǎn)矩大于永磁同步 電機的最大需求轉(zhuǎn)矩時,計算模塊20通過恒功率區(qū)篩選的方式獲得多個最大轉(zhuǎn)矩電流比 的數(shù)據(jù)點,計算模塊20根據(jù)當前給定轉(zhuǎn)速和當前給定功率計算當前給定轉(zhuǎn)矩,并根據(jù)當前 給定轉(zhuǎn)速和當前給定轉(zhuǎn)矩分別對輸出轉(zhuǎn)矩參數(shù)表和最低需求轉(zhuǎn)速參數(shù)表進行篩選,以獲得 同時滿足第一預設(shè)條件和第二預設(shè)條件的第二電流數(shù)據(jù)點;計算模塊20根據(jù)第二電流數(shù) 據(jù)點獲得符合最大轉(zhuǎn)矩電流比的第二數(shù)據(jù)點,并在判斷符合最大轉(zhuǎn)矩電流比的第二數(shù)據(jù)點 對應的功率大于等于永磁同步電機的最大輸出功率且符合最大轉(zhuǎn)矩電流比的第二數(shù)據(jù)點 對應的轉(zhuǎn)速大于等于永磁同步電機的最大轉(zhuǎn)速時,符合最大轉(zhuǎn)矩電流比的第二數(shù)據(jù)點為獲 得的最大轉(zhuǎn)矩電流比的數(shù)據(jù)點。
[0147] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,根據(jù)辨識得到的定子電阻Rs、轉(zhuǎn)子磁鏈Wf、d軸電感 Ld和q軸電感Lq計算永磁同步電機的最大轉(zhuǎn)矩電流比MTPA曲線的具體過程如圖6所示的 流程圖,其應用程序界面如圖8所示。
[0148] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,通過如圖2所示的參數(shù)辨識以及如圖6所示的數(shù)據(jù)計 算處理部分以獲得如圖9所示的前饋參數(shù)1和前饋參數(shù)2,從而確??刂朴来磐诫姍C的精 確度和響應速度。
[0149] 根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁同步電機的控制裝置,辨識模塊根據(jù)永磁同步電機運行 過程中的d軸反饋電流、q軸反饋電流以及d軸給定電壓、q軸給定電壓和永磁同步電機的 轉(zhuǎn)速辨識永磁同步電機的定子電阻、轉(zhuǎn)子磁鏈、d軸電感和q軸電感,計算模塊根據(jù)辨識得 到的定子電阻、轉(zhuǎn)子磁鏈、d軸電感和q軸電感計算永磁同步電機的最大轉(zhuǎn)矩電流比MTPA曲 線,然后生成模塊根據(jù)MTPA曲線生成電機參數(shù)表,最后控制模塊通過查詢電機參數(shù)表以獲 得永磁同步電機的控制參數(shù),并根據(jù)永磁同步電機的控制參數(shù)對永磁同步電機進行控制。 因此,本發(fā)明實施例的永磁同步電機的控制裝置可實現(xiàn)對永磁同步電機準確、快速地控制。 其中,在辨識永磁同步電機的定子電阻、轉(zhuǎn)子磁鏈、d軸電感和q軸電感時可采用最小二乘 法進行辨識,辨識結(jié)果準確、收斂迅速,并且無需額外增加硬件設(shè)施,僅通過現(xiàn)有的逆變器 測量永磁同步電機的電流以及轉(zhuǎn)速,就能計算出永磁同步電機的參數(shù);然后可通過離線標 定的方法計算出所有電流點下的永磁同步電機的參數(shù),制作成表,計算精度比較高,能夠得 到比較準確的電流值的點,同時計算速度快,省去了大量的永磁同步電機標定的時間;最后 在對永磁同步電機的控制過程中,通過查表的方式就可以快速確定永磁同步電機的實際控 制參數(shù),從而提高了永磁同步電機的控制精確度和響應速度。
[0150] 流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為,表示包括 一個或更多個用于實現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部 分,并且本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的范圍包括另外的實現(xiàn),其中可以不按所示出或討論的順 序,包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序,來執(zhí)行功能,這應被本發(fā)明 的實施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
[0151] 在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟,例如,可以被認為是 用于實現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表,可以具體實現(xiàn)在任何計算機可讀介質(zhì)中,以 供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(如基于計算機的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可以從指 令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng))使用,或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置 或設(shè)備而使用。就本說明書而言,"計算機可讀介質(zhì)"可以是任何可以包含、存儲、通信、傳 播或傳輸程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使 用的裝置。計算機可讀介質(zhì)的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下:具有一個或多個 布線的電連接部(電子裝置),便攜式計算機盤盒(磁裝置),隨機存取存儲器(RAM),只讀 存儲器(R0M),可擦除可編輯只讀存儲器(EPROM或閃速存儲器),光纖裝置,以及便攜式光 盤只讀存儲器(⑶ROM)。另外,計算機可讀介質(zhì)甚至可以是可在其上打印所述程序的紙或其 他合適的介質(zhì),因為可以例如通過對紙或其他介質(zhì)進行光學掃描,接著進行編輯、解譯或必 要時以其他合適方式進行處理來以電子方式獲得所述程序,然后將其存儲在計算機存儲器 中。
[0152] 應當理解,本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現(xiàn)。在上述 實施方式中,多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件 或固件來實現(xiàn)。例如,如果用硬件來實現(xiàn),和在另一實施方式中一樣,可用本領(lǐng)域公知的下 列技術(shù)中的任一項或他們的組合來實現(xiàn):具有用于對數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路 的離散邏輯電路,具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路,可編程門陣列(PGA),現(xiàn)場 可編程門陣列(FPGA)等。
[0153] 本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法攜帶的全部或部分步 驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成,所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介 質(zhì)中,該程序在執(zhí)行時,包括方法實施例的步驟之一或其組合。
[0154] 此外,在本發(fā)明各個實施