一種基于參數辨識的電機電流控制方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電機控制領域，尤其涉及一種基于參數識別的電機電流控制方法及系 統。
【背景技術】
[0002] 永磁同步交流伺服電機是一個多變量，非線性，強耦合的控制對象，若要對其實現 更加精確地控制，以及更高的響應速度，就要對伺服電機進行解耦控制。矢量控制將電機等 效為直流電機的控制模型，但不能實現真正的動態解耦。解耦時需要知道電機的內部參數， 雖然廠家可以給出，但在實際的工況下各個參數隨著時間老化以及溫度等外在環境的影響 下，參數值早已發生改變。遞推最小二乘法可以實時的在線對電機的參數進行辨識，但如果 辨識參數過多，會有大量的運算，整體時間很受影響。要想再次提升電流環的帶寬還要進行 一些簡單的處理即可，對下個周期的電流預測處理，根據預測下個周期的電流，更好的給定 此次周期的電流值。
[0003] 當前主要是控制方式有矢量控制，直接轉矩控制，無傳感器控制技術，智能控制技 術，智能控制包含滑膜變結構控制，模糊控制，神經網絡控制等。而實際使用中主要是基于 永磁同步電機的數學模型進行控制，對模型辨識的理論也有很多種類，電機的多參數的辨 識主要還是受成本等因素的制約。
[0004] 現有的控制中一部分直接采用矢量控制技術，采用對id= 0的控制方式，這種方 式具有簡單高效等優點，但缺點也十分明顯，不能有較好的響應和調速特性，只能滿足簡單 工況下的要求。更多的采用對電機廠商給定的電機參數，進行解耦控制，但隨外界環境的變 化這種方式顯然不夠理想。還有一部分采用電流預測控制處理來提升控制性能，但是也不 夠。一般在線辨識的計算量較大，如果要實現在線辨識，就會對處理器的性能要求較高，這 樣勢必會上升成本，辨識的精度太低時就會造成控制不穩定，失去了意義。要想高精度的辨 識出電機參數且達到較好的控制效果，只能簡化運算與多種方法并用來控制電機。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種基于參數識別 的電機電流控制方法及系統。
[0006] 本發明解決上述技術問題的技術方案如下：
[0007] 依據本發明的一個方面，提供了一種基于參數識別的電機電流控制方法，包括如 下步驟：
[0008] 步驟S1，讀取電機的d軸實時電流id、q軸實時電流iq、d軸反饋電壓udl、q軸反 饋電壓Uql和電機轉速《，通過遞推最小二乘法計算，得到電機的電感L;
[0009] 步驟S2,根據電機轉速〇 ;計算得到q軸給定電流，并設定d軸給定電流
[0010] 步驟S3,根據所述d軸給定電流i#與d軸實時電流id進行計算得到d軸第一給 定電壓Ud，根據所述q軸給定電流iqlJ5q軸實時電流iq進行計算，得到q軸第一給定電壓 Uq;
[0011] 步驟S4,對所述d軸第一給定電壓叫和q軸第一給定電壓uq分別進行計算，得到 a軸給定電壓11"和P軸給定電壓u
[0012] 步驟S5,對所述a軸給定電壓1!"和P軸給定電壓u&均進行空間矢量脈寬調 制SVPWM，得到電機驅動信號驅動電機工作。
[0013] 依據本發明的另一個方面，提供了一種基于參數識別的電機電流控制系統，包括 電機參數讀取模塊、轉速調節模塊、d軸電流給定模塊、第一給定電壓模塊、靜坐標給定電壓 模塊、SVPffM模塊和電機驅動模塊。
[0014] 其中，所述電機參數讀取模塊用于讀取電機的d軸實時電流id、q軸實時電流iq、d 軸反饋電壓udl、q軸反饋電壓Uql和電機轉速《，并通過遞推最小二乘法計算，得到電機的 電感L;所述轉速調節模塊根據電機轉速《計算得到q軸給定電流述d軸電流給定 模塊用于設定d軸給定電流所述第一給定電壓模塊用于根據所述d軸給定電流i&與 d軸實時電流id進行計算得到d軸第一給定電壓ud，根據所述q軸給定電流i#與q軸實時 電流iq進行計算，得到q軸第一給定電壓uq;所述靜坐標給定電壓模塊用于對所述d軸第一 給定電壓ujPq軸第一給定電壓Uq分別進行計算，得到a軸給定電壓u"和P軸給定電 壓U1^;所述SVPffM模塊用于所述a軸給定電壓u"和P軸給定電壓u&均進行空間矢量 脈寬調制SVPWM，得到電機驅動信號；所述電機驅動模塊根據所述驅動信號驅動電機工作。
[0015] 本發明的有益效果是：本發明的一種基于參數識別的電機電流控制方法及系統， 基于遞推最小二乘法對電機的參數進行識別，識別精度較高，通過對電流預測控制，來達到 更好的調速和響應，進一步提升控制性能，簡單便捷，能更好的控制電機，提升了電機的相 應速率和調速特性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的一種基于參數識別的電機電流控制方法流程圖；
[0017]圖2為本發明的一種基于參數識別的電機電流控制系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并 非用于限定本發明的范圍。
[0019] 實施例一、一種基于參數識別的電機電流控制方法，下面將結合圖1對本實施例 提供的一種基于參數識別的電機電流控制方法進行詳細的說明。
[0020] 如圖1所示，一種基于參數識別的電機電流控制方法流程圖，包括如下步驟：
[0021] 步驟S1，讀取電機的d軸實時電流id、q軸實時電流iq、d軸反饋電壓udl、q軸反 饋電壓Uql和電機轉速《，通過遞推最小二乘法計算，得到電機的電感L;
[0022] 步驟S2,根據電機轉速《 ;計算得到q軸給定電流，并設定d軸給定電流
[0023] 步驟S3,根據所述d軸給定電流i#與d軸實時電流id進行計算得到d軸第一給 定電壓Ud，根據所述q軸給定電流iqlJ5q軸實時電流iq進行計算，得到q軸第一給定電壓 uq;
[0024] 步驟S4,對所述d軸第一給定電壓叫和q軸第一給定電壓uq分別進行計算，得到 a軸給定電壓11"和P軸給定電壓u
[0025] 步驟S5,對所述a軸給定電壓11"和P軸給定電壓u&均進行空間矢量脈寬調 制SVPWM，得到電機驅動信號驅動電機工作。
[0026] 其中，所述步驟1中讀取電機的d軸實時電流id、q軸實時電流iq、d軸反饋電壓 udl、q軸反饋電壓Uql和電機轉速《的具體步驟為：
[0027] 步驟S 11a，采集電機三相電源的實時電流和實時電壓，檢測電機轉速co和實時機 械角度Q;
[0028] 步驟S12a，對所述實時電流進行Clark變換，得到a軸電流i。和0軸電流iJ5， 對所述實時電壓進行Clark變換，得到a軸電壓11。和P軸電壓up;
[0029]步驟S13a，根據所述電機實時機械角度0對所述a軸電流；[。和0軸電流ip均 進行Park變換得到d軸實時電流ijPq軸實時電流iq，根據所述電機實時機械角度0對 所述a軸電壓ua和P軸電壓u均進行Park變換得到d軸反饋電壓Udl和q軸反饋電壓 uqi;
[0030] 步驟S14a，通過遞推最小二乘法計算，得到電機的電感L。
[0031] 優選地，所述步驟Slla中采集電機三相電源的實時電流和實時電壓后，還需對所 述實時電流和實時電壓均進行濾波處理，再進入所述步驟S12a。由于采樣后的實時電流和 實時電壓中存在毛刺，通過濾波后，可以有效去掉實時電流和電壓中的毛刺成分，使得后續 識別結果更加準確。
[0032] 本實施例中，所述步驟1中通過遞推最小二乘法計算電機的電感L的具體算法如 下：
[0033] 設遞推最小二乘法的計算公式為
[0037]其中，A為遺忘因子，I為單位矩陣，為電機電感L的辨識值，給定初值 ()(0):=:0;P(O) =aI;a為充分大的正實數；
[0038] 電機的數學模型為：
[0041] 其中，UqlSq軸反饋電壓，udl為d軸反饋電壓，iq為q軸實時電流，iq為d軸實時 電流，w為電機轉速，itf為永磁體的磁鏈，Rs為定子電阻，LAd軸電感，L5為q軸電感；
[0042] 將式1-4和1-5寫成最小二乘的形式為：
1-2和1-3,即可求出〇(；幻，從而得到電機電感L。
[0049] 所述步驟2中計算得到q軸給定電流、的具體過程如下：
[0050] 步驟S21a，將電機轉速《與預先設定的給定轉速O1JJ行計算，得到轉速誤差 A Q ;
[0051] 步驟S22a，對所述轉速誤差A?進行誤差調節得到q軸給定電流iv。
[0052] 這里，所述步驟22a中對所述轉速誤差A ?進行誤差調節為比例積分PI調節。
[0053]