專利名稱：交流永磁同步電機伺服系統的轉動慣量在線辨識方法
技術領域：
本發明涉及交流永磁同步電機伺服系統的轉動慣量在線辨識方法，屬于電機的轉動慣量辨識技術領域。
背景技術：
電機的伺服系統需要具有非常好的動態特性和特定性能指標的魯棒性。合適的控制器的參數會帶來良好的動態響應，而控制器的參數需要與伺服電機本身的固有屬性相結合才可以配置出相對較佳的參數值。由于電機和負載轉動慣量的大小與控制器參數的配置相關，因此伺服控制系統應該具備隨時檢測負載轉矩變化和準確辨識電機和負載的等效轉動慣量的能力，以便更好地實現控制器PI參數的自整定策略。總而言之，對交流伺服系統中轉動慣量的準確辨識很有必要。目前轉動慣量辨識的方法可以劃分為離線慣量辨識和在線慣量辨識，并且主要集中在離線慣量辨識上，而很少涉及在線慣量辨識。離線慣量辨識主要方法有加減速法、人工規劃法、直接計算法等；而在線慣量辨識是在伺服電機正常工作的過程中對電機的轉動慣量進行辨識，控制器無需人為指令，在線自動捕獲系統動態信息，算法更加靈活，目前主要應用有最小二乘法。其中離線辨識方法由于測量隨機誤差、缺乏迭代計算等原因，會導致每次的辨識結果存在小幅波動；而基于傳統的最小二乘法的在線慣量辨識方法因其數學算法本身原因導致該方法對數字處理芯片的存儲空間和運算速度有著極高的要求，因此不適合工業推廣。
發明內容
本發明是為了解決基于傳統的最小二乘法的在線慣量辨識方法對數字處理芯片的存儲空間和運算速度要求高的問題，提供了一種交流永磁同步電機伺服系統的轉動慣量在線辨識方法。本發明所述交流永磁同步電機伺服系統的轉動慣量在線辨識方法，所述在線辨識方法用于電機動態運行過程中，它包括以下步驟:步驟一:采用負載轉矩辨識部辨識出恒定負載擾動轉矩值IY ；步驟二:采用系統動態狀態判斷部對電機轉速是否處于動態變化階斷進行判斷，當電機轉速處于動態變化階段，且電機轉速的變化率高于電機轉動慣量辨識臨界變化率時，采用基于遞推的最小二乘估計法計算獲得轉動慣量估計值；步驟三:判斷所述轉動慣量在線辨識過程是否滿足預設置的輸出轉動慣量估計值的條件，若是，輸出轉動慣量估計值，執行步驟四，否則返回步驟二 ；步驟四:判斷輸出的轉動慣量估計值是否滿足精度要求，若是，轉動慣量在線辨識過程結束；否則，返回步驟二。步驟一中采用負載轉矩辨識部辨識出恒定負載擾動轉矩值IY的具體方法為:toon] 根據恒定負載擾動轉矩IY的機械運動方程:[001權利要求
1.一種交流永磁同步電機伺服系統的轉動慣量在線辨識方法，所述在線辨識方法用于電機動態運行過程中，其特征在于，它包括以下步驟: 步驟一:采用負載轉矩辨識部辨識出恒定負載擾動轉矩值IY ； 步驟二:采用系統動態狀態判斷部對電機轉速是否處于動態變化階斷進行判斷，當電機轉速處于動態變化階段，且電機轉速的變化率高于電機轉動慣量辨識臨界變化率時，采用基于遞推的最小二乘估計法計算獲得轉動慣量估計值； 步驟三:判斷所述轉動慣量在線辨識過程是否滿足預設置的輸出轉動慣量估計值的條件，若是，輸出轉動慣量估計值，執行步驟四，否則返回步驟二 ； 步驟四:判斷輸出的轉動慣量估計值是否滿足精度要求，若是，轉動慣量在線辨識過程結束；否則，返回步驟二。
2.根據權利要求1所述的交流永磁同步電機伺服系統的轉動慣量在線辨識方法，其特征在于，步驟一中采用負載轉矩辨識部辨識出恒定負載擾動轉矩值IY的具體方法為: 根據恒定負載擾動轉矩IY的機械運動方程:
3.根據權利要求2所述的交流永磁同步電機伺服系統的轉動慣量在線辨識方法，其特征在于，采用基于遞推的最小二乘估計法計算獲得轉動慣量估計值J的具體方法為: 以定子電流的給定q軸分量i,與克服恒定負載擾動轉矩IY的定子電流q軸分量^之差作為輸入，以電機轉子的機械角速度作為輸出，獲得拉普拉斯形式的電機動態的傳遞函數H(S):
全文摘要
交流永磁同步電機伺服系統的轉動慣量在線辨識方法，屬于電機的轉動慣量辨識技術領域。本發明為了解決基于傳統的最小二乘法的在線慣量辨識方法對數字處理芯片的存儲空間和運算速度要求高的問題。它采用負載轉矩辨識部辨識出恒定負載擾動轉矩值TL；采用系統動態狀態判斷部對電機轉速是否處于動態變化階斷進行判斷，當電機轉速處于動態變化階段，且電機轉速的變化率高于電機轉動慣量辨識臨界變化率時，采用基于遞推的最小二乘估計法計算獲得轉動慣量估計值；當轉動慣量在線辨識過程滿足預設置的輸出轉動慣量估計值的條件，并滿足精度要求，輸出轉動慣量估計值，轉動慣量在線辨識過程結束。本發明用于電機伺服系統的轉動慣量在線辨識。
文檔編號H02P21/14GK103219939SQ20131008794
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月19日 優先權日2013年3月19日
發明者楊明, 劉子劍, 徐殿國 申請人:哈爾濱工業大學