CN106685294A - 异步电机转子电阻及励磁电感解耦矫正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异步电机转子电阻及励磁电感解耦矫正方法，本方法根据采集并运算得到的两相静止坐标系αβ下电机定子电压向量V、定子电流向量i和转子电角速度ω_r，通过高阶滑模观测器获得准确的反电动势e，依据反电动势和转子磁链之间的关系建立异步电机状态空间表达式，实现了转子磁链向量的准确观测，根据电流磁链模型获得转子磁链矢量计算值进而获得相位差Δθ、幅值差分析推导出参数误差和磁链误差的关联函数，获得加权系数，并利用耦矫正函数一矫正系统中给定转子电阻解耦矫正函数二矫正系统中给定励磁电感本发明克服了磁链获得的积分问题的同时，不存在磁链暂态问题，且能够获得准确的转子时间常数，实现了励磁电感的在线辨识。

Description

异步电机转子电阻及励磁电感解耦矫正方法

技术领域

本发明涉及一种异步电机参数在线矫正方法，具体地说是异步电机转子电阻及励磁电感解耦矫正方法。

背景技术

异步电机是一类高阶多变量非线性强耦合系统，矢量控制的应用使其获得了直流电机调速性能。间接矢量控制通过转速和转差频率的加和获得同步速度，进而获得磁链定向角。该矢量控制算法简单，易于工程实现，且具有较好的稳定型，因此是应用较为广泛的一种矢量控制方案。转差频率计算的准确性，完全取决于转子时间常数的准确性，而该参数受温度、磁饱和、涡流等因素的影响通常偏离其标称值，制约着矢量定向的准确和间接矢量控制系统的性能。另外，在电动汽车驱动系统中，通常需要对整车控制系统下发的转矩指令进行跟踪，使得系统控制精度对参数变化更为敏感。当系统控制用转子电阻、励磁电感等参数偏离其真实值时，转子磁场定向将会失准，系统的稳态控制精度和动态响应能力都将下降。

为提升矢量控制性能，关键在于转子电阻和励磁电感的准确辨识。为此，人们做出了各种努力，如题为“一种基于无功功率的异步电机矢量控制转子磁场准确定向方法”(陆海峰等，中国电机工程学报,2005年第25卷第6期116-120页)的文章和题为“基于转子磁链q轴分量的异步电机间接矢量控制转差频率校正”(樊扬等，中国电机工程学报,2009年第29卷第9期62-66页)的文章。这两篇文章分别提出了基于无功功率和转子磁链交轴分量的磁链定向在线校正方案，前者利用无功功率的偏差对转子时间常数进行在线校正，后者则利用转子磁链交轴分量实现校正，但这两种矫正算法都受励磁电感影响。

题为“一种利用转矩观测矫正异步电机转子磁场定向的方法”(燕俊峰等，中国电机工程学报，2015年第35卷第7期4517-4523页)的文章。该文利用转矩模型参考自适应对转差频率进行校正，但该方案受负载的影响较大。

题为“基于参数在线校正的电动汽车异步电机间接矢量控制”(张杰等，电工技术学报，2014第29卷第7期90-96页)的文章。该文通过电压的稳态模型获得磁链，并基于此设计了励磁电感和转子时间常数在线校正方案，虽然克服了磁链获得的积分问题，但其校正方案的暂态性能受到磁链计算的影响。

综上所述，现有技术均未能较好的实现参数及定向的在线矫正。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述各种参数矫正的局限性，针对电机运行过程中转子电阻及励磁电感的偏差，提供一种较为准确且快速的参数同时矫正方法。

为了实现本发明的目的，本发明提供了一种异步电机转子电阻及励磁电感解耦矫正方法，包括如下步骤：

步骤1，采集异步电机在静止坐标系αβ下的定子电压向量V、定子电流向量i和转子电角速度ω_r；

步骤2，建立在静止坐标系αβ下异步电机状态空间表达式为：

在公式(1)中，e为反电动势向量，为e的微分，为转子磁链向量，为的微分，ω_s为转子磁链电角速度，L_m为励磁电感，L_r为转子电感，L_s为定子电感，α_r＝R_r/L_r为转子时间常数倒数，ε＝δL_sL_r/L_m，其中R_r为转子电阻，R_s为定子电阻， 为反对称矩阵；

步骤3，根据公式(2)建立转子磁链滑模观测器，对转子磁链向量进行观测：

在公式(2)中，为反电动势向量e的观测值，为的微分，为转子磁链向量观测值，为的微分， 为反电动势误差，为系统中给定励磁电感，为系统中给定转子电感，为系统中给定定子电感，为系统中给定转子时间常数倒数，其中为系统中给定转子电阻，为系统中给定定子电阻，k为设定的观测器增益一，g为设定的观测器增益二，k和g的数值均为负数；

步骤4，根据步骤1中得到定子电压向量V、定子电流向量i和转子电角速度ω_r，经过参数偏差时电流磁链模型计算获得转子磁链矢量计算值

步骤5，根据步骤3中获得的转子磁链向量观测值和步骤4中获得的转子磁链矢量计算值经过叉乘获得相位差正弦量sin(Δθ)，并设相位差Δθ≈sin(Δθ)，其中所述相位差 为转子磁链矢量计算值的相位，θ为转子磁链向量观测值的相位；

步骤6，根据步骤3中获得的转子磁链向量观测值和步骤4中获得的转子磁链矢量计算值两者幅值作差获得幅值差

步骤7，利用电流磁链模型推导获得加权系数一f₁、加权系数二f₂、加权系数三f₃、加权系数四f₄；

步骤8，根据步骤5中获得的相位差Δθ、步骤6中获得的幅值差和步骤7中获得的四个加权系数f₁、f₂、f₃和f₄，构建解耦矫正函数一用于矫正系统中给定转子电阻构建解耦矫正函数二用于矫正系统中给定励磁电感

具体的，当系统中给定转子电阻和系统中给定励磁电感分别相对于转子电阻R_r和励磁电感L_m产生偏差时，进行以下两种操作：

1)在系统中给定转子电阻中减去经过PI调节器的解耦矫正函数一将其矫正回转子电阻R_r；

2)在系统中给定励磁电感中减去经过PI调节器的解耦矫正函数二将其矫正回励磁电感L_m。

优选地，步骤1中所述的异步电机在静止坐标系αβ下的定子电压向量V的采集方式包括以下两种：

第一种，采样得到实时异步电机线电压U_ab、U_cb，经过公式(3)的坐标变换获得定子电压向量V；

第二种，直接采用电机控制器运算单元计算出逆变器调制信号V′代替定子电压向量V。

优选地，步骤1中所述的异步电机在静止坐标系αβ下的定子电流向量i的采集步骤如下：

1)采样得到实时异步电机三相定子电流i_A、i_B、i_C；

2)利用公式(4)的坐标变换获得异步电机在静止坐标系αβ下的定子电流向量i。

优选地，步骤1中所述的异步电机在静止坐标系αβ下的转子电角速度ω_r的采集步骤如下：

1)在一个预设采样周期T内采样安装在电机轴上的光电式旋转编码器发出的脉冲数N；

2)根据转子电角速度ω_r和光电式旋转编码器发出的脉冲数N以及预设采样周期T之间的关系计算出转子电角速度ω_r，其计算公式为：

在公式(5)中，M为光电式旋转编码器旋转一周所产生的脉冲数，P为异步电机极对数，T为预设采样周期。

优选地，步骤2中所述的反电动势e按如下步骤获得：

1)将异步电机的数学模型表示成如下形式：

在公式(6)中Γ＝L_r/L_m，λ＝L_rR_s/L_m，为定子电流向量i的微分；

将公式(6)中的反电动势e表示成如下形式：

根据公式(6)，将高阶电流滑模观测器设计成如下形式：

2)将公式(8)中的控制项U设计成如下形式：

U＝U_eq+U_n (9)

在公式(9)中，其中， 为电流观测误差；k_p为高阶滑模观测器的比例系数，且满足k_p＞0；k_i为高阶滑模观测器的积分系数，且满足k_i＞0；

在公式(9)中，U_n设计成如下形式：

在公式(10)中，k′为高阶滑模观测器增益，为U_n的微分，s为非奇异终端滑模面，

γ＝diag(γ_αγ_β)，γ_α＞0，γ_β＞0；

p，q为奇数，且满足1＜p/q＜2,η₁₀＞0，η₁₁＞0；

3)当满足时，非奇异终端滑模观测器收敛，反电动势向量e由(11)获得，即：

e＝U (11)。

优选地，步骤2中所述的异步电机状态空间表达式(1)按如下步骤获得：

1)将异步电机的数学模型表示成如下形式：

在公式(12)中Γ＝L_r/L_m，λ＝L_rR_s/L_m，为i的微分；

在公式(12)中，反电动势向量e按照下式计算：

令转子电角速度ω_r的微分则反电动势向量e的微分表示成如下形式：

在公式(14)中，转子磁链电角速度ω_s由反电动势e经过锁相环获得；

2)将异步电机数学模型式(12)中的第1行代入公式(14)以消除电流微分项则反电动势向量e的微分进一步表述成如下形式：

3)将公式(15)和公式(12)中第2行联合，构成异步电机状态空间表达式(1)。

优选地，步骤4中所述转子磁链矢量计算值的获得步骤如下：

1)将电流磁链模型表示成如下形式：

其中为转子磁链标称值,为转子磁链标称值的微分；

2)为建立参数偏差时电流磁链模型，将公式(16)中转子时间常数倒数α_r替换为系统中给定转子时间常数倒数励磁电感L_m替换成系统中给定励磁电感转子磁链标称值及转子磁链标称值的微分分别替换成转子磁链矢量计算值和转子磁链矢量计算值的微分则转子磁链矢量计算值按如下公式获得：

优选地，步骤5中所述相位差正弦量sin(Δθ)按如下公式获得：

公式(18)中，为转子磁链向量观测值的幅值，为转子磁链矢量计算值的幅值。

优选地，步骤6中幅值差按如下公式获得：

公式(19)中，为转子磁链向量观测值的幅值，为转子磁链矢量计算值的幅值。

优选地，步骤7中加权系数一f₁、加权系数二f₂、加权系数三f₃、加权系数四f₄按如下步骤获得：

1)电流磁链模型表示为如下形式：

其中为转子磁链标称值，为转子磁链标称值的微分，定义电感比例系数设电感比例系数C_mr不受磁饱和影响且为常值，电流磁链模型公式(20)简化为：

将公式(21)中转子电阻R_r替换为系统中给定转子电阻励磁电感L_m替换成系统中给定励磁电感转子磁链标称值及转子磁链标称值的微分分别替换成转子磁链矢量计算值和转子磁链矢量计算值的微分获得参数偏差时简化电流磁链模型表示为如下公式：

2)将公式(22)减去公式(21)，得到：

其中为转子电阻误差，为励磁电感误差；

3)将公式(23)的相关量表示成如下向量形式：

其中θ₁为转子磁链标称值相角，θ₂为定子电流相角，j为虚部单位；

将公式(24)带入(23)并设简化获得如下关联函数表达式：

其中ω_s1＝ω_s-ω_r为转差频率，为励磁电流给定值，为转矩电流给定值，i_d为励磁电流实际值，i_q为转矩电流实际值；

4)当仅有励磁电感变化时，即ΔR_r＝0时，公式(25)化简为：

设取加权系数一加权系数二

5)当仅有转子电阻变化时，即ΔL_m＝0时，公式(25)化简为：

设

取加权系数三加权系数四

本发明相对于现有技术的有益效果是：

1、与基于无功功率和转子磁链q轴分量矫正转子时间常数方案相比，本发明不仅获得了准确的转子时间常数，且实现了励磁电感的在线辨识。

2、与利用转矩矫正方案相比，本发明在全转矩范围内均能实现较好的参数辨识，不存在轻载问题。

3、与通过稳态下磁链模型矫正方案相比，本发明通过转子磁链观测器设计，克服了磁链获得的积分问题的同时，不存在磁链暂态问题。

4、该方案将转子电阻和励磁电感矫正近似解耦，减小了参数矫正之间的相互影响，加快了参数矫正过程。

附图说明

图1为本发明中选取的静止坐标系。

图2为本发明中矫正原理结构框图。

图3为本发明中仅励磁电感变化的矫正效果实验波形。

图4为本发明中仅转子电阻变化的矫正效果实验波形。

图5为本发明中参数同时变化的矫正效果实验波形。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步阐述。

信号采集部分，定子电压向量V和定子电流向量i是通过采样定子线电压U_ab、定子线电压U_cb、定子A相电流i_A、定子B相电流i_B、定子C相电流i_C，并经过三相静止坐标系到两相静止坐标系变换获得，实际转子电角速度ω_r是利用光电式旋转编码器获得。

图1为本发明中选取的静止坐标系，图2为本发明中矫正原理结构框图。参见图1和图2，本实施例按如下步骤进行。

步骤1，采集异步电机在静止坐标系αβ下的定子电压向量V、定子电流向量i和转子电角速度ω_r。

(一)定子电压向量V

定子电压向量V的采集方式包括以下两种：

第一种，采样得到实时异步电机线电压U_ab、U_cb，经过公式(3)的坐标变换获得定子电压向量V；

在过程中，首先利用霍尔电压传感器采样定子A、B两相之间的线电压和定子C、B两相之间的线电压，然后输入带有低通滤波器功能的采样调理电路，实现电压信号的采样，定子电压信号U_ab和U_cb；在数字信号处理芯片中通过编程对获得的定子电压信号U_ab和U_cb进行如式(3)所示的坐标变换，获得定子电压信号的所需形式定子电压向量V。

第二种，直接采用电机控制器运算单元计算出逆变器调制信号V′代替定子电压向量V。

(二)定子电流向量i

1)利用霍尔电流传感器采集定子A相电流i_A、定子B相电流i_B、定子C相电流i_C；

2)然后将其采集的数据输入电流采样通道；在数字信号处理芯片中通过编程对获得的电流采样值i_A、i_B、i_C利用公式(4)的坐标变换获得异步电机在静止坐标系αβ下的定子电流向量i。

(三)转子电角速度ω_r

1)在一个预设采样周期T内采样安装在电机轴上的光电式旋转编码器发出的脉冲数N；

2)根据转子电角速度ω_r和光电式旋转编码器发出的脉冲数N以及预设采样周期T之间的关系计算出转子电角速度ω_r，其计算公式为：

在公式(5)中，M为光电式旋转编码器旋转一周所产生的脉冲数，P为异步电机极对数，T为预设采样周期。

步骤2，建立在静止坐标系αβ下异步电机状态空间表达式为：

在公式(1)中，e为反电动势向量，为e的微分，为转子磁链向量，为的微分，ω_s为转子磁链电角速度，L_m为励磁电感，L_r为转子电感，L_s为定子电感，α_r＝R_r/L_r为转子时间常数倒数，ε＝δL_sL_r/L_m，其中R_r为转子电阻，R_s为定子电阻， 为反对称矩阵。

(一)所述的反电动势e按如下步骤获得：

1)将异步电机的数学模型表示成如下形式：

在公式(6)中Γ＝L_r/L_m，λ＝L_rR_s/L_m，为定子电流向量i的微分；

将公式(6)中的反电动势e表示成如下形式：

根据公式(6)，将高阶电流滑模观测器设计成如下形式：

2)将公式(8)中的控制项U设计成如下形式：

U＝U_eq+U_n (9)

在公式(9)中，其中， 为电流观测误差；k_p为高阶滑模观测器的比例系数，且满足k_p＞0；k_i为高阶滑模观测器的积分系数，且满足k_i＞0；

在公式(9)中，U_n设计成如下形式：

在公式(10)中，k′为高阶滑模观测器增益，为U_n的微分，s为非奇异终端滑模面，

γ＝diag(γ_αγ_β)，γ_α＞0，γ_β＞0；

p，q为奇数，且满足1＜p/q＜2,η₁₀＞0，η₁₁＞0；

3)当满足时，非奇异终端滑模观测器收敛，反电动势向量e由(11)获得，即：

e＝U (11)。

(二)所述的异步电机状态空间表达式(1)按如下步骤获得：

1)将异步电机的数学模型表示成如下形式：

在公式(12)中Γ＝L_r/L_m，λ＝L_rR_s/L_m，为i的微分；

在公式(12)中，反电动势向量e按照下式计算：

虑到转速等机械量的动态变化相比于定子电流和转子磁链等电气量的变化较慢，在电气时间常数范围内，令转子电角速度ω_r的微分则反电动势向量e的微分表示成如下形式：

在公式(14)中，转子磁链电角速度ω_s由反电动势e经过锁相环获得；

2)将异步电机数学模型式(12)中的第1行代入公式(14)以消除电流微分项则反电动势向量e的微分进一步表述成如下形式：

3)将公式(15)和公式(12)中第2行联合，构成异步电机状态空间表达式(1)。

步骤3，根据公式(2)建立转子磁链滑模观测器，对转子磁链向量进行观测：

在公式(2)中，为反电动势向量e的观测值，为的微分，为转子磁链向量观测值，为的微分， 为反电动势误差，为系统中给定励磁电感，为系统中给定转子电感，为系统中给定定子电感，为系统中给定转子时间常数倒数，其中为系统中给定转子电阻，为系统中给定定子电阻，k为设定的观测器增益一，g为设定的观测器增益二，k和g的数值均为负数。

步骤4，根据步骤1中得到定子电压向量V、定子电流向量i和转子电角速度ω_r，经过参数偏差时电流磁链模型计算获得转子磁链矢量计算值具体步骤如下；

1)将电流磁链模型表示成如下形式：

其中为转子磁链标称值,为转子磁链标称值的微分；

2)为建立参数偏差时电流磁链模型，将公式(16)中转子时间常数倒数α_r替换为系统中给定转子时间常数倒数励磁电感L_m替换成系统中给定励磁电感转子磁链标称值及转子磁链标称值的微分分别替换成转子磁链矢量计算值和转子磁链矢量计算值的微分则转子磁链矢量计算值按如下公式获得：

步骤5，根据步骤3中获得的转子磁链向量观测值和步骤4中获得的转子磁链矢量计算值经过叉乘获得相位差正弦量sin(Δθ)，并设相位差Δθ≈sin(Δθ)，其中所述相位差 为转子磁链矢量计算值的相位，θ为转子磁链向量观测值的相位。

所述相位差正弦量sin(Δθ)按如下公式获得：

公式(18)中，为转子磁链向量观测值的幅值，为转子磁链矢量计算值的幅值，且sin(Δθ)≈Δθ。

步骤6，根据步骤3中获得的转子磁链向量观测值和步骤4中获得的转子磁链矢量计算值两者幅值作差获得幅值差其计算公式为；

公式(19)中，为转子磁链向量观测值的幅值，为转子磁链矢量计算值的幅值。

步骤7，利用电流磁链模型推导获得加权系数一f₁、加权系数二f₂、加权系数三f₃、加权系数四f₄。具体的，按照如下步骤获得：

1)电流磁链模型表示为如下形式：

其中为转子磁链标称值，为转子磁链标称值的微分，定义电感比例系数设电感比例系数C_mr不受磁饱和影响且为常值，电流磁链模型公式(20)简化为：

将公式(21)中转子电阻R_r替换为系统中给定转子电阻励磁电感L_m替换成系统中给定励磁电感转子磁链标称值及转子磁链标称值的微分分别替换成转子磁链矢量计算值和转子磁链矢量计算值的微分获得参数偏差时简化电流磁链模型表示为如下公式：

2)将公式(22)减去公式(21)，得到：

其中为转子电阻误差，为励磁电感误差；

3)将(23)相关量表示成如下向量形式：

其中θ₁为转子磁链标称值相角，θ₂为定子电流相角,j为虚部单位；

将公式(24)带入(23)并设简化获得如下关联函数表达式：

其中ω_s1＝ω_s-ω_r为转差频率，为励磁电流给定值，为转矩电流给定值，i_d为励磁电流实际值，i_q为转矩电流实际值；

4)当仅有励磁电感变化时，即ΔR_r＝0时，公式(25)化简为：

设取加权系数一加权系数二

5)当仅有转子电阻变化时，即ΔL_m＝0时，公式(25)化简为：

设

取加权系数三加权系数四

步骤8，根据步骤5中获得的相位差Δθ、步骤6中获得的幅值差和步骤7中获得的四个加权系数f₁、f₂、f₃和f₄，构建解耦矫正函数一用于矫正系统中给定转子电阻构建解耦矫正函数二用于矫正系统中给定励磁电感

具体的，当系统中给定转子电阻和系统中给定励磁电感分别相对于转子电阻R_r和励磁电感L_m产生偏差时，进行以下两种操作：

1)在系统中给定转子电阻中减去经过PI调节器的解耦矫正函数一将其矫正回转子电阻R_r；

2)在系统中给定励磁电感中减去经过PI调节器的解耦矫正函数二将其矫正回励磁电感L_m。

图3-5给出了本实施例在转子电阻和励磁电感辨识过程中的性能表现。

实验电机参数：额定功率p_N＝15kW,额定电压U_N＝180V,转子电阻R_r＝0.0122Ω，定子电阻R_s＝0.027Ω，励磁电感L_m＝2.18mΗ，转子电感L_r＝2.271mΗ，定子电感L_s＝2.271mΗ，极对数P＝2,额定频率f_N＝120HZ。实验中观测器参数的给定值为：k_p＝0.1，k_i＝100，γ_α＝0.001，γ_β＝0.001，p＝13，q＝11，η₁₀＝100，η₁₁＝100；k′＝3448，k＝-1000，g＝-0.1。

在试验中为了更好地研究参数校正方案的性能，避免电机磁饱和因素的结果分析的影响，实验时对电机进行了弱磁运行，让电机工作在磁路的线性区域。给定电角速度10Hz，给定励磁电流35A，转矩电流35A。图3中仅励磁电感变化30％，可以发现启用矫正后，励磁电感能较快地矫正回真实值，转子电阻受影响很小；图4中仅转子电阻变化50％，同样，启用矫正后转子电阻能较快回到真实在，励磁电感受影响较小；图5转子电阻和励磁电感同时变化，该算法能较快地将两个参数矫正回真实值。

Claims (10)

1.一种异步电机转子电阻及励磁电感解耦矫正方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，采集异步电机在静止坐标系αβ下的定子电压向量V、定子电流向量i和转子电角速度ω_r；

步骤2，建立在静止坐标系αβ下异步电机状态空间表达式为：

在公式(1)中，e为反电动势向量，为e的微分，为转子磁链向量，为的微分，ω_s为转子磁链电角速度，L_m为励磁电感，L_r为转子电感，L_s为定子电感，α_r＝R_r/L_r为转子时间常数倒数，ε＝δL_sL_r/L_m，其中R_r为转子电阻，R_s为定子电阻， 为反对称矩阵；

步骤3，根据公式(2)建立转子磁链滑模观测器，对转子磁链向量进行观测：

在公式(2)中，为反电动势向量e的观测值，为的微分，为转子磁链向量观测值，为的微分， 为反电动势误差，为系统中给定励磁电感，为系统中给定转子电感，为系统中给定定子电感，为系统中给定转子时间常数倒数，其中为系统中给定转子电阻，为系统中给定定子电阻，k为设定的观测器增益一，g为设定的观测器增益二，k和g的数值均为负数；

步骤4，根据步骤1中得到定子电压向量V、定子电流向量i和转子电角速度ω_r，经过参数偏差时电流磁链模型计算获得转子磁链矢量计算值

步骤5，根据步骤3中获得的转子磁链向量观测值和步骤4中获得的转子磁链矢量计算值经过叉乘获得相位差正弦量sin(Δθ)，并设相位差Δθ≈sin(Δθ)，其中所述相位差 为转子磁链矢量计算值的相位，θ为转子磁链向量观测值的相位；

步骤6，根据步骤3中获得的转子磁链向量观测值和步骤4中获得的转子磁链矢量计算值两者幅值作差获得幅值差

步骤7，利用电流磁链模型推导获得加权系数一f₁、加权系数二f₂、加权系数三f₃、加权系数四f₄；

步骤8，根据步骤5中获得的相位差Δθ、步骤6中获得的幅值差和步骤7中获得的四个加权系数f₁、f₂、f₃和f₄，构建解耦矫正函数一用于矫正系统中给定转子电阻构建解耦矫正函数二用于矫正系统中给定励磁电感

具体的，当系统中给定转子电阻和系统中给定励磁电感分别相对于转子电阻R_r和励磁电感L_m产生偏差时，进行以下两种操作：

1)在系统中给定转子电阻中减去经过PI调节器的解耦矫正函数一将其矫正回转子电阻R_r；

2)在系统中给定励磁电感中减去经过PI调节器的解耦矫正函数二将其矫正回励磁电感L_m。

2.根据权利要求1所述的一种异步电机转子电阻及励磁电感解耦矫正方法，其特征在于，步骤1中所述的异步电机在静止坐标系αβ下的定子电压向量V的采集方式包括以下两种：

第一种，采样得到实时异步电机线电压U_ab、U_cb，经过公式(3)的坐标变换获得定子电压向量V；

$V=\left[\begin{array}{cc}0& \frac{1}{\sqrt{3}}\\ \frac{2}{3}& -\frac{1}{3}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{U}_{ab}\\ U_{cb}\end{array}\right]---\left(3\right)$

第二种，直接采用电机控制器运算单元计算出逆变器调制信号V′代替定子电压向量V。

3.根据权利要求1所述的一种异步电机转子电阻及励磁电感解耦矫正方法，其特征在于，步骤1中所述的异步电机在静止坐标系αβ下的定子电流向量i的采集步骤如下：

1)采样得到实时异步电机三相定子电流i_A、i_B、i_C；

2)利用公式(4)的坐标变换获得异步电机在静止坐标系αβ下的定子电流向量i。

$i=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}0& -\frac{\sqrt{3}}{2}& \frac{\sqrt{3}}{2}\\ 1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_A\\ i_B\\ i_C\end{array}\right]---\left(4\right)$

4.根据权利要求1所述的一种异步电机转子电阻及励磁电感解耦矫正方法，其特征在于，步骤1中所述的异步电机在静止坐标系αβ下的转子电角速度ω_r的采集步骤如下：

1)在一个预设采样周期T内采样安装在电机轴上的光电式旋转编码器发出的脉冲数N；

2)根据转子电角速度ω_r和光电式旋转编码器发出的脉冲数N以及预设采样周期T之间的关系计算出转子电角速度ω_r，其计算公式为：

${\mathrm{\ω}}_r=\frac{N}{M\×T}\×P\×2\mathrm{\π}---\left(5\right)$

在公式(5)中，M为光电式旋转编码器旋转一周所产生的脉冲数，P为异步电机极对数，T为预设采样周期。

5.根据权利要求1所述的一种异步电机转子电阻及励磁电感解耦矫正方法，其特征在于，步骤2中所述的反电动势e按如下步骤获得：

1)将异步电机的数学模型表示成如下形式：

在公式(6)中Γ＝L_r/L_m，λ＝L_rR_s/L_m，为定子电流向量i的微分；

将公式(6)中的反电动势e表示成如下形式：

根据公式(6)，将高阶电流滑模观测器设计成如下形式：

$\stackrel{\·}{\hat{i}}=\frac{1}{\mathrm{\ϵ}}(U+\mathrm{\Γ}V-\mathrm{\λ}\hat{i})---\left(8\right)$

2)将公式(8)中的控制项U设计成如下形式：

U＝U_eq+U_n (9)

在公式(9)中，其中， 为电流观测误差；k_p为高阶滑模观测器的比例系数，且满足k_p＞0；k_i为高阶滑模观测器的积分系数，且满足k_i＞0；

在公式(9)中，U_n设计成如下形式：

$\stackrel{\·}{U_n}=-\[\frac{\mathrm{\ϵ}q}{k_{p}p}{\mathrm{\γ}}^{-1}{\stackrel{\·}{\Π}}^{2-\frac{p}{q}}+{\mathrm{\η}}_{10}sgn\left(s\right)+{\mathrm{\η}}_{11}s+k^{\′}sgn\left(s\right)\]---\left(10\right)$

在公式(10)中，k′为高阶滑模观测器增益，为U_n的微分，s为非奇异终端滑模面，

$\Π=k_p\stackrel{\‾}{i}+k_i{\∫}_0^t\stackrel{\‾}{i}dt,$

γ＝diag(γ_α γ_β)，γ_α＞0，γ_β＞0；

p，q为奇数，且满足1＜p/q＜2,η₁₀＞0，η₁₁＞0；

3)当满足时，非奇异终端滑模观测器收敛，反电动势向量e由(11)获得，即：

e＝U (11)。

6.根据权利要求1所述的一种异步电机转子电阻及励磁电感解耦矫正方法，其特征在于，步骤2中所述的异步电机状态空间表达式(1)按如下步骤获得：

1)将异步电机的数学模型表示成如下形式：

在公式(12)中Γ＝L_r/L_m，λ＝L_rR_s/L_m，为i的微分；

在公式(12)中，反电动势向量e按照下式计算：

令转子电角速度ω_r的微分则反电动势向量e的微分表示成如下形式：

在公式(14)中，转子磁链电角速度ω_s由反电动势e经过锁相环获得；

2)将异步电机数学模型式(12)中的第1行代入公式(14)以消除电流微分项则反电动势向量e的微分进一步表述成如下形式：

3)将公式(15)和公式(12)中第2行联合，构成异步电机状态空间表达式(1)。

7.根据权利要求1所述的一种异步电机转子电阻及励磁电感解耦矫正方法，其特征在于，步骤4中所述转子磁链矢量计算值的获得步骤如下：

1)将电流磁链模型表示成如下形式：

其中为转子磁链标称值,为转子磁链标称值的微分；

2)为建立参数偏差时电流磁链模型，将公式(16)中转子时间常数倒数α_r替换为系统中给定转子时间常数倒数励磁电感L_m替换成系统中给定励磁电感转子磁链标称值及转子磁链标称值的微分分别替换成转子磁链矢量计算值和转子磁链矢量计算值的微分则转子磁链矢量计算值按如下公式获得：

8.根据权利要求1所述的一种异步电机转子电阻及励磁电感解耦矫正方法，其特征在于，步骤5中所述相位差正弦量sin(Δθ)按如下公式获得：

公式(18)中，为转子磁链向量观测值的幅值，为转子磁链矢量计算值的幅值。

9.根据权利要求1所述的一种异步电机转子电阻及励磁电感解耦矫正方法，其特征在于，步骤6中幅值差按如下公式获得：

公式(19)中，为转子磁链向量观测值的幅值，为转子磁链矢量计算值的幅值。

10.根据权利要求1所述的一种异步电机转子电阻及励磁电感解耦矫正方法，其特征在于，步骤7中加权系数一f₁、加权系数二f₂、加权系数三f₃、加权系数四f₄按如下步骤获得：

1)电流磁链模型表示为如下形式：

其中为转子磁链标称值，为转子磁链标称值的微分，定义电感比例系数设电感比例系数C_mr不受磁饱和影响且为常值，电流磁链模型公式(20)简化为：

将公式(21)中转子电阻R_r替换为系统中给定转子电阻励磁电感L_m替换成系统中给定励磁电感转子磁链标称值及转子磁链标称值的微分分别替换成转子磁链矢量计算值和转子磁链矢量计算值的微分获得参数偏差时简化电流磁链模型表示为如下公式：

2)将公式(22)减去公式(21)，得到：

其中为转子电阻误差，为励磁电感误差；

3)将公式(23)的相关量表示成如下向量形式：

其中θ₁为转子磁链标称值相角，θ₂为定子电流相角，j为虚部单位；

将公式(24)带入(23)并设简化获得如下关联函数表达式：

其中ω_s1＝ω_s-ω_r为转差频率，为励磁电流给定值，为转矩电流给定值，i_d为励磁电流实际值，i_q为转矩电流实际值；

4)当仅有励磁电感变化时，即ΔR_r＝0时，公式(25)化简为：

设取加权系数一加权系数二

5)当仅有转子电阻变化时，即ΔL_m＝0时，公式(25)化简为：

设

取加权系数三加权系数四