CN106602960B - 电机转动惯量辨识方法和装置及电机控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机转动惯量辨识方法和装置，利用扰动转矩观测器对电机运动方程中的扰动转矩的实时观测结果和加速度信息以及电机的转矩电流或其指令值计算得到电机转动惯量。该辨识方法和装置不但实现了对电机转动惯量的在线实时辨识，而且不会影响电机的驱动性能、不限制电机运行方式。本发明还提供了一种应用了前述电机转动惯量辨识装置的电机控制装置。

Description

电机转动惯量辨识方法和装置及电机控制装置

技术领域

本发明与电机技术有关，具体涉及一种电机转动惯量的在线辨识方法和装置以及应用了该在线辨识装置的电机控制装置。

背景技术

转动惯量(Moment of Inertia)是刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度，通常用字母I或J表示。在工程实践中，作为电机驱动系统中驱动转矩提供者的电机与作为被驱动体的负载间存在着驱动与被驱动的相互配合问题，驱动电机控制器的控制参数的设计依据中通常都包含有决定于电机负载的转动惯量。当电机负载的转动惯量发生变化而控制器的控制参数保持不变时，电机驱动的性能会出现明显降低。因此，电机驱动系统为保持良好的驱动性能(包括动态特性和静态特性)，就需要对驱动系统的转动惯量进行辨识，并根据辨识结果适当调整控制器的控制参数。

在申请号为200810018783.0的中国发明专利申请中，利用伺服系统加减速运动期间的电机平均转速、伺服系统平均转矩和系统加减速运行的总时间辨识出交流伺服系统的转动惯量，但该方法要求交流伺服系统加减速运行时负载转矩对称且辨识过程中转动惯量须保持不变，否则会导致辨识失败。在中国发明专利CN101699763B中，首先使电机以第一加速度加速到第一转速，然后以第二加速度加速到第二转速，再以第三加速度减速至第一速度，最后以第四加速度减速至零速，并利用上述过程中电机的输出转矩、速度以及加减速时长对转动惯量进行辨识，但该方法改变了电机驱动系统正常的速度控制图形，且过程复杂、辨识周期较长。中国发明专利CN102209677B通过电梯轿厢的加加速状态和匀加速状态连续期间中的模型速度与实际速度之间的速度偏差的积分运算得到收敛之前的惯量误差，进而根据计算结果预测收敛之后的惯量误差，最后利用预测结果对转动惯量进行校正，但该技术方案繁琐复杂、计算量大，要求电机运行中有加加速状态和匀加速状态的连续区间，这对电机的运行方式构成了限制；此外该方案在推导中假定了扰动转矩为恒定值，这同样对该技术方案的实施构成了重要限制。

因此，如何便捷且在不影响电机驱动性能、不限制电机运行方式的情况下实现对电机转动惯量的在线辨识就成为一个有待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电机转动惯量辨识方法和装置，可以在不影响电机驱动性能、不限制电机运行方式的情况下实现对电机转动惯量的在线辨识。同时，本发明还提供一种应用该电机转动惯量辨识装置的电梯控制装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种电机转动惯量辨识方法中，当电机零速或匀速运行时，利用扰动转矩观测器对电机运动方程中的扰动转矩的实时观测结果和电机的转矩电流或转矩电流指令值计算得到电机转动惯量。具体包括如下步骤：S1、判断电机是否处于电机零速或匀速运行状态，是则转入S2，否则转入S6；S2、构建扰动转矩观测器；S3、利用扰动转矩观测器对扰动转矩进行实时观测，得到扰动转矩的实时观测结果；S4、计算电机的转矩电流或其指令值，或者计算电机转矩电流的积分值或转矩电流指令值的积分值；S5、根据电机扰动转矩的实时观测结果和转矩电流或者转矩电流指令值计算电机的转动惯量，或者根据电机扰动转矩的实时观测结果的积分值、转矩电流的积分值或转矩电流指令值的积分值和积分时长计算电机的转动惯量；S6、结束。

为解决上述技术问题，本发明提供的另一种电机转动惯量辨识方法中，利用扰动转矩观测器对电机运动方程中的扰动转矩的实时观测结果、电机的角加速度和电机的转矩电流或其指令值计算得到电机转动惯量。具体包括如下步骤：S1、构建扰动转矩观测器；S2、利用扰动转矩观测器对扰动转矩进行实时观测，得到扰动转矩的实时观测结果；S3、计算电机的角加速度；S4、计算电机的转矩电流或者其指令值；S5、根据电机扰动转矩的实时观测结果和角加速度和转矩电流或者其指令值计算电机的转动惯量。

为解决上述技术问题，本发明提供的再一种电机转动惯量辨识方法中，利用扰动转矩观测器对电机运动方程中的扰动转矩的实时观测结果的积分值、积分终止时刻和起始时刻对应的电机角速度间的差值和电机转矩电流的积分值或转矩电流指令值的积分值计算得到电机转动惯量。具体包括如下步骤：S1、构建扰动转矩观测器；S2、利用扰动转矩观测器对扰动转矩进行实时观测，得到扰动转矩的实时观测结果；S3、计算电机的转矩电流或者其指令值；S4、根据电机扰动转矩的实时观测结果的积分值、转矩电流的积分值或转矩电流指令值的积分值、积分时长和积分终止时刻和起始时刻对应的电机角速度间的差值计算电机的转动惯量。

为了解决上述技术问题，本发明提供的第一种电机转动惯量辨识装置，包括：扰动转矩观测器，用于观测电机驱动系统中的扰动转矩；转矩电流计算器，用于计算电机的转矩电流或其指令值；转动惯量辨识器，当电机零速或匀速运行时，根据所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果和所述转矩电流计算器输出的转矩电流或其指令值计算所述电机的转动惯量。所述辨识装置按照下列任一公式计算电机转动惯量：

式中，J是电机调速系统的转动惯量，K_t是电机的转矩系数，i_q和分别是电机的转矩电流及其指令值，是所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果，ΔT是积分时长且ΔT＝t₂-t₁。

本发明提供的第二种电机转矩系数辨识装置包括：扰动转矩观测器，用于观测电机驱动系统中的扰动转矩；转矩电流计算器，用于计算电机的转矩电流或其指令值；加速度计算器，用于计算电机的角加速度；转动惯量辨识器，根据所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果、所述加速度计算器输出的电机的角加速度信息和所述转矩电流计算器输出的转矩电流或其指令值计算所述电机的转动惯量。所述辨识装置按照下列任一公式计算电机的转动惯量：

式中，J是电机调速系统的转动惯量，K_t是电机的转矩系数，i_q和分别是电机的转矩电流及其指令值，是所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果，ΔT是积分时长且ΔT＝t₂-t₁。

本发明提供的第三种电机转动惯量辨识装置包括：扰动转矩观测器，用于观测电机驱动系统中的扰动转矩；转矩电流计算器，用于计算电机的转矩电流或其指令值；角速度差值计算器，用于计算积分终止时刻与积分起始时刻对应的电机角速度间的差值；转动惯量辨识器，根据所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果、所述角速度差值计算器输出的电机角速度差值和所述转矩电流计算器输出的转矩电流或其指令值计算所述电机的转动惯量。所述辨识装置按照下列任一公式计算所述电机的转动惯量：

式中，J是电机调速系统的转动惯量，K_t是电机的转矩系数，i_q和分别是电机的转矩电流及其指令值，ω(t₂)为积分终止时刻的电机角速度，ω(t₁)为积分起始时刻的电机角速度，是所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果，ΔT是积分时长且ΔT＝t₂-t₁。

本发明还提供了一种电机控制装置，包括：如前所述的任一电机转动惯量辨识装置；存储单元，用于存储电机控制所需的参数；差值计算单元，用于计算所述转动惯量辨识装置辨识出的电机转动惯量与存储单元中存储的电机转动惯量间的差值；更新单元，当所述差值计算单元得到的所述差值超过第一阈值时，用辨识出的电机转动惯量替换存储单元中的电机转动惯量，并根据替换后的电机转动惯量重新计算电机控制所需的控制参数。其中更佳地，所述电机控制装置还包括警告信号生成单元，当所述差值计算单元得到的所述差值超过第二阈值时，生成警告信号。

本发明可以达到的有益之处在于：

1)本发明实现了对电机转动惯量的在线实时辨识；

2)本发明不会影响电机的驱动性能；

3)本发明不限制电机运行方式；

4)本发明的方法简单，计算量小，易于实现。

附图说明

图1为采用电机调速系统的电梯驱动系统结构示意图。

其中附图标记说明如下：

1外部电源 2整流器

3平滑直流电容 4母线电压检测装置

5能耗电路 6直流母线

7逆变器 8电流检测装置

9电梯驱动电机 10曳引轮

11导向轮 12对重

13轿厢 14速度检测装置

15电梯控制装置 15a电机控制单元

15b存储单元 15c更新单元

15d差值计算单元 15e转动惯量辨识装置

16上位控制器 17能耗控制器

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1，在本发明中，外部电源1与整流器2的三相交流侧相连，整流器2的直流侧经直流母线6与逆变器7的直流侧输入端相连，平滑直流电容3和能耗电路5分别跨接于直流母线6两端，母线电压检测装置4设置在平滑直流电容3的两端，逆变器7的三相交流侧经电流检测装置8与电梯驱动电机9相连，电梯驱动电机9经特定结构与曳引轮10相连，轿厢13与对重12通过绳索悬吊于曳引轮10和导向轮11的两侧。能耗控制器17根据母线电压检测装置4检测到的直流母线电压对能耗电路5的开关元件进行开通与关断控制。能耗电路5用于将再生能量转化为热量而实现再生能量的消耗。上位控制器16根据层站召唤、轿内指令或群控系统的调配命令等产生目的楼层信息。电梯控制装置15根据来自上位控制器16的目的楼层信息、来自电流检测装置8的电流检测结果和速度检测装置14所检测到的电梯驱动电机9的实际转速产生对构成逆变器7的功率开关开通与关断的开关信号，使得电梯驱动电机9拖动轿厢13在井道中上下运行。逆变器7可以是传统的两电平变换器，也可以是三电平变换器，或者是其它能够产生变压变频信号的电力变换器。上位控制器16根据电梯群控系统和/或电梯层站召唤、轿厢召唤等信号生成电梯运行的速度图形；电梯控制装置15根据上位控制器16输出的速度图形和速度检测装置14检测到的电梯驱动电机9的实际转速以及电流检测装置8检测到的电梯驱动电机9的定子电流生成开关信号，并通过该开关信号实现对构成逆变器7的功率开关的开通与关断控制，藉此实现对电梯运行速度的调节。

对于电梯驱动电机9而言，其负载为由曳引轮10、导向轮11、对重12、连接轿厢13和对重12的绳索以及轿厢13组成的整体。电梯驱动电机9和其负载构成了一个电机调速系统。电梯控制装置15进一步包括电机转动惯量辨识装置15e、存储单元15b、差值计算单元15d、电机控制单元15a和更新单元15c，其中存储单元15b用于存储电机控制所需的参数，差值计算单元15d用于计算所述转动惯量辨识装置辨识出的电机转动惯量与存储单元中存储的电机转动惯量之间的差值，电机控制单元15a根据来自上位控制器16的目的楼层信息、来自电流检测装置8的电流检测结果、速度检测装置14所检测到的电梯驱动电机9的实际转速和来自存储单元15b的包括转动惯量在内的电机控制所需的控制参数产生对构成逆变器7的功率开关开通与关断的开关信号从而使电梯驱动电机9拖动轿厢13在井道中上下运行，更新单元15c在所述差值计算单元15d计算出的所述差值超过第一阈值时用辨识出的电机转动惯量替换存储单元15b中的电机转动惯量并根据替换后的电机转动惯量重新计算电机控制所需的控制参数。电机转动惯量辨识装置15e根据速度检测装置14和电流检测装置8的检测结果对由电梯驱动电机9和其负载构成的电机调速系统的转动惯量进行在线辨识。

电梯驱动电机9可以是感应电机，也可以是PMSM，后续均以PMSM为例进行说明。显然，曳引轮10、导向轮11、对重12、轿厢13以及连接轿厢13和对重12的绳索作为整体成为电梯驱动电机9的负载，后续中电梯驱动电机9的转动惯量同样是指曳引轮10、导向轮11、对重12、轿厢13以及连接轿厢13和对重12的绳索所构成的负载与电梯驱动电机9的转子的总的等效转动惯量。

对于电梯驱动电机9而言，其运动方程为：

式中，T_e是电梯驱动电机9输出的驱动转矩；T_fr是电梯驱动系统中包括但不限于粘性摩擦、空气阻力、库伦摩擦中的一种或多种的转矩，该转矩对电梯驱动电机9的转子转动起阻碍作用，为分别起见，总称为摩擦转矩；T_load是指由电梯轿厢13及其内的乘客和对重12所产生的不平衡转矩。ω是电梯驱动电机9的转速。

将公式(1)改写为下述公式(2)

其中，T_dis是扰动转矩，且

T_dis＝T_fr+T_load (3)

由公式(3)可知，电梯驱动电机9输出的驱动转矩T_e除了使电梯驱动电机9的转子带动曳引轮10、导向轮11、对重12、轿厢13以及连接轿厢13和对重12的绳索所构成的负载产生加速度外，其余部分则是用于克服扰动转矩T_dis对电梯驱动电机转子旋转的阻碍，此处，扰动转矩T_dis是电机转动过程中对电机转动起阻碍作用的所有转矩之和，该扰动转矩T_dis与电机输出转矩T_e减掉使电机产生加速度的转矩后所剩下的转矩大小相等、方向相反，即电机输出转矩T_e减掉使电机产生加速度的转矩后所剩下的转矩完全用于克服所述扰动对电机所起的阻碍作用。

实施例1

对于PMSM而言，当采用i_d＝0的控制策略时，其输出转矩T_e与其转矩电流i_q满足如下关系：

T_e＝K_t·i_q (4)

其中，K_t是电机的转矩系数，i_q是电机的定子电流的q轴分量。

将公式(4)代入公式(2)，经整理后得到：

对于公式(5)所示的动态系统，实时观测有多种方法，如利用扩张状态观测器(ESO)(参阅《自抗扰控制技术——估计补偿不确定因素的控制技术》，韩京清，2013年，国防工业出版社)、等效输入干扰观测器(Rui-Juan Liu等，Active Disturbance RejectionControl Based on an Improved Equivalent-Input-Disturbance Approach,IEEE/AMSETran.On Mechatronics,P1410～1413,Vol.18,No.4,August 2013)以及未知输入观测器(Gang Zheng等,Unknown input observer for linear time-delay systems,Automatica，P35～43,Vol.61,November 2015)等，具体可参阅相关控制理论文献。下面以Shihua Li等在文献《Disturbance recjection control method for permanent magnetsynchronous》(Mechatronics,22,(2012),706-714)中提出的ESO为例进行简要说明。

将公式(5)改写为

式中，是电机的角加速度，d₂(t)是扰动转矩，且 是电流控制器的指令值。

或者，将公式(5)改写为

式中，是电机的角加速度，d₁(t)是扰动转矩，且i_q是电流检测装置8检测到的电机定子电流经适当坐标变换后得到的q轴电流。在后续说明中，将扰动转矩d₂(t)和扰动转矩d₁(t)统称为扰动转矩d(t)。

对公式(6)和公式(7)所示系统，构造如下ESO：

式中，z₁是角速度ω的观测结果，z₂是扰动转矩d(t)的观测结果，u是电梯驱动电机速度控制器的控制输入，例如：

式中，k是控制增益，ω^*是速度图形给出的速度指令值。

由自抗扰控制理论可知，即

将公式(10)代入公式(2)，经整理得到电梯驱动电机9输出的驱动转矩T_e：

将公式(11)代入公式(4)，整理得到：

对于PMSM的驱动控制来讲，其电流环的控制周期通常要远小于速度环的控制周期，因此相对速度环控制而言，在电流控制器的控制下，可以忽略PMSM的实际电流与其指令值间的误差，近似认为代入公式(11)得到：

本实施例的电梯控制装置15包括电机转动惯量辨识装置15e、存储单元15b、差值计算单元15d、电机控制单元15a和更新单元15c，其中存储单元15b用于存储电机控制所需的参数，差值计算单元15d用于计算所述转动惯量辨识装置辨识出的电机转动惯量与存储单元中存储的电机转动惯量之间的差值，电机控制单元15a根据来自上位控制器16的目的楼层信息、来自电流检测装置8的电流检测结果、速度检测装置14所检测到的电梯驱动电机9的实际转速和来自存储单元15b的包括转动惯量在内的电机控制所需的控制参数产生对构成逆变器7的功率开关开通与关断的开关信号从而使电梯驱动电机9拖动轿厢13在井道中上下运行，更新单元15c在所述差值计算单元15d计算出的所述差值超过第一阈值时用辨识出的电机转动惯量替换存储单元15b中的电机转动惯量并根据替换后的电机转动惯量重新计算电机控制所需的控制参数。电机转动惯量辨识装置15e进一步包括：用于观测电机驱动系统的扰动转矩的扰动转矩观测器，用于计算电机的转矩电流或其指令值的转矩电流计算器，用于计算电机的角加速度的加速度计算器，以及根据所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果、所述加速度计算器输出的电机的角加速度信息和所述转矩电流计算器输出的转矩电流或其指令值辨识所述电机转动惯量的转动惯量辨识器。

电机转动惯量辨识装置15e对电机转动惯量的辨识过程为：转矩电流计算器直接将电机速度环控制器输出的转矩电流指令值作为转矩电流指令值，或者转矩电流计算器根据电流检测装置8的检测结果经适当的坐标变换后得到电机的转矩电流；加速度计算器根据速度检测装置14输出的、或是根据电机的无传感器控制部分得到的电机转子位置信息或速度信息，经适当处理(如对位置信息进行二次差分、对速度信息进行一次差分)后得到电机的加速度信息；扰动转矩观测器(如公式(8)所示的ESO)对d(t)进行观测，得到观测结果z₂；转动惯量辨识器根据扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果、加速度计算器输出的电机的角加速度信息和转矩电流计算器输出的转矩电流i_q按照公式(12)计算电机的转动惯量，或其根据扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果、加速度计算器输出的电机的角加速度信息和转矩电流指令值按照公式(13)计算电机的转动惯量。

在转动惯量辨识装置15e完成对转动惯量的辨识后，其辨识结果被送至差值计算单元15d，后者计算转动惯量辨识装置15e的辨识结果和存储单元15b中存储的转动惯量之间的差值，当二者差值超过第一阈值时，更新单元15c则根据辨识得到的转动惯量对存储单元15b中存储的转动惯量进行更新，即将存储单元15b中存储的转动惯量替换为辨识得到的转动惯量，并根据替换后的电机转动惯量重新计算电机控制所需的控制参数。电机控制单元15a则利用更新后的控制参数生成构成逆变器7的功率开关的控制信号。

当然，更佳的，所述电机控制装置还可以包括警告信号生成单元，当所述差值计算单元得到的所述差值超过第二阈值时，生成警告信号。

实施例2

本实施例与实施例1相似，下面仅就不同之处加以说明。

与实施例1相比，本实施例的电机转动惯量辨识装置15e省略了用于计算电机角加速度的加速度计算器。

分别对公式(12)和公式(13)进行双边积分得到：

考虑到电梯驱动电机的转动惯量近似为恒定常值，故此有：

式中，J是电机调速系统的转动惯量，K_t是电机的转矩系数，是电机的转矩电流指令值，i_q是电流检测装置8检测到的电机定子电流经适当坐标变换后得到的q轴电流，是所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果，ΔT是积分时长且ΔT＝t₂-t₁。

与实施例1相比，本实施例的转动惯量辨识器根据转矩电流i_q的积分值、积分终止时刻与积分起始时刻对应的电机角速度间的差值、扰动转矩观测结果的积分值以及积分时长按照公式(15)计算得到所述电机的转动惯量，或者根据转矩电流指令值的积分值、积分终止时刻与积分起始时刻对应的电机角速度间的差值、扰动转矩观测结果的积分值以及积分时长按照公式(16)计算得到所述电机的转动惯量。

实施例3

本实施例与实施例1相似，下面仅就不同之处加以说明。

与实施例1相比，本实施例的电机转动惯量辨识装置15e省略了用于计算电机角加速度的加速度计算器。

当电梯驱动电机9处于电机零速或匀速运行状态时，公式(12)和公式(13)则变为：

转动惯量辨识器在电梯零速或匀速运动状态时根据所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果和转矩电流值i_q按照公式(18)计算得到电机的转动惯量，或者根据所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果和转矩电流指令值按照公式(19)计算得到电机的转动惯量。

实施例4

本实施例与实施例3相似，下面仅就不同之处加以说明。

分别对公式(18)和公式(19)进行双边积分得到：

考虑到电梯驱动电机的转矩系数K_t近似为恒定常值，故此有：

与实施例3相比，在电梯零速或匀速运动状态时，本实施例的转动惯量辨识器根据转矩电流i_q的积分值、所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果的积分值以及积分时长按照公式(22)计算得到所述电机的转动惯量，或者根据转矩电流指令值的积分值、所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果的积分值以及积分时长按照公式(23)计算得到所述电机的转动惯量。

需要指出的是，上述第一阈值、第二阈值是任意非负数值，可以相同，也可以不同，可以是恒定值，也可以是可变值,并且第一阈值小于第二阈值。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，所述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，其并非对本发明进行限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。

Claims (8)

1.一种电机转动惯量辨识方法，其特征在于，当电机零速或匀速运行时，利用扰动转矩观测器对电机运动方程中的扰动转矩的实时观测结果和电机的转矩电流或转矩电流指令值计算得到电机转动惯量，包括如下步骤：

S1、判断电机是否处于电机零速或匀速运行状态，是则转入S2，否则转入S6；

S2、构建扰动转矩观测器；

S3、利用扰动转矩观测器对扰动转矩进行实时观测，得到扰动转矩的实时观测结果；

S4、计算电机的转矩电流或其指令值，或者计算电机转矩电流的积分值或转矩电流指令值的积分值；

S5、根据电机扰动转矩的实时观测结果和转矩电流或者转矩电流指令值计算电机的转动惯量，或者根据电机扰动转矩的实时观测结果的积分值、转矩电流的积分值或转矩电流指令值的积分值和积分时长按照下列任一公式计算所述电机的转动惯量：

式中，J是电机调速系统的转动惯量，K_t是电机的转矩系数，i_q和分别是电机的转矩电流及其指令值，是所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果，ΔT是积分时长且ΔT＝t₂-t₁；

S6、结束。

2.一种电机转动惯量辨识方法，其特征在于，利用扰动转矩观测器对电机运动方程中的扰动转矩的实时观测结果、电机的角加速度和电机的转矩电流或其指令值计算得到电机转动惯量，包括如下步骤：

S1、构建扰动转矩观测器；

S2、利用扰动转矩观测器对扰动转矩进行实时观测，得到扰动转矩的实时观测结果；

S3、计算电机的角加速度；

S4、计算电机的转矩电流或者其指令值；

S5、根据电机扰动转矩的实时观测结果和角加速度和转矩电流或者其指令值按照下列任一公式计算所述电机的转动惯量：

式中，J是电机调速系统的转动惯量，K_t是电机的转矩系数，i_q和分别是电机的转矩电流及其指令值，是电机的角加速度，是所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果。

3.一种电机转动惯量辨识方法，其特征在于，利用扰动转矩观测器对电机运动方程中的扰动转矩的实时观测结果的积分值、积分终止时刻和起始时刻对应的电机角速度间的差值和电机转矩电流的积分值或转矩电流指令值的积分值计算得到电机转动惯量，包括如下步骤：

S1、构建扰动转矩观测器；

S2、利用扰动转矩观测器对扰动转矩进行实时观测，得到扰动转矩的实时观测结果；

S3、计算电机的转矩电流或者其指令值；

S4、根据电机扰动转矩的实时观测结果的积分值、转矩电流的积分值或转矩电流指令值的积分值、积分时长以及积分终止时刻和起始时刻对应的电机角速度间的差值按照下列任一公式计算所述电机的转动惯量：

式中，J是电机调速系统的转动惯量，K_t是电机的转矩系数，i_q和分别是电机的转矩电流及其指令值，ω(t₂)为积分终止时刻的电机角速度，ω(t₁)为积分起始时刻的电机角速度，是所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果，ΔT是积分时长且ΔT＝t₂-t₁。

4.一种电机转动惯量辨识装置，其特征在于，包括：

扰动转矩观测器，用于观测电机驱动系统中的扰动转矩；

转矩电流计算器，用于计算电机的转矩电流或其指令值；

转动惯量辨识器，当电机零速或匀速运行时，根据所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果和所述转矩电流计算器输出的转矩电流或其指令值计算所述电机的转动惯量；

所述辨识装置按照下列任一公式计算所述电机的转动惯量：

式中，J是电机调速系统的转动惯量，K_t是电机的转矩系数，i_q和分别是电机的转矩电流及其指令值，是所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果，ΔT是积分时长且ΔT＝t₂-t₁。

5.一种电机转动惯量辨识装置，其特征在于，包括：

扰动转矩观测器，用于观测电机驱动系统中的扰动转矩；

转矩电流计算器，用于计算电机的转矩电流或其指令值；

加速度计算器，用于计算电机的角加速度；

转动惯量辨识器，根据所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果、所述加速度计算器输出的电机的角加速度信息和所述转矩电流计算器输出的转矩电流或其指令值计算所述电机的转动惯量；

所述辨识装置按照下列任一公式计算所述电机的转动惯量：

式中，J是电机调速系统的转动惯量，K_t是电机的转矩系数，i_q和分别是电机的转矩电流及其指令值，是电机的角加速度，是所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果。

6.一种电机转动惯量辨识装置，其特征在于，包括：

扰动转矩观测器，用于观测电机驱动系统中的扰动转矩；

转矩电流计算器，用于计算电机的转矩电流或其指令值；

角速度差值计算器，用于计算积分终止时刻与积分起始时刻对应的电机角速度间的差值；

转动惯量辨识器，根据所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果、所述角速度差值计算器输出的电机角速度差值和所述转矩电流计算器输出的转矩电流或其指令值计算所述电机的转动惯量；

所述辨识装置按照下列任一公式计算所述电机的转动惯量：

式中，J是电机调速系统的转动惯量，K_t是电机的转矩系数，i_q和分别是电机的转矩电流及其指令值，ω(t₂)为积分终止时刻的电机角速度，ω(t₁)为积分起始时刻的电机角速度，是所述扰动转矩观测器输出的扰动转矩观测结果，ΔT是积分时长且ΔT＝t₂-t₁。

7.一种电机控制装置，其特征在于，包括：

如权利要求4～6所述的任一电机转动惯量辨识装置；

存储单元，用于存储电机控制所需的参数；

差值计算单元，用于计算所述转动惯量辨识装置辨识出的电机转动惯量与存储单元中存储的电机转动惯量间的差值；

更新单元，当所述差值计算单元得到的所述差值超过第一阈值时，用辨识出的电机转动惯量替换存储单元中的电机转动惯量，并根据替换后的电机转动惯量重新计算电机控制所需的控制参数。

8.根据权利要求7所述的电机控制装置，其特征在于，所述电机控制装置还包括警告信号生成单元，当所述差值计算单元得到的所述差值超过第二阈值时，生成警告信号。