CN111446897B - 用于校准自动标定电机电压利用率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于校准自动标定电机电压利用率的方法，其中，所述的方法通过判断每个工作点的电压利用率合理区间，并进行相应的台架实验，根据电机的实际电压利用率，按照确定的规则来调整期望电压利用率，从而确保最终的实际电压利用率在合理区间内。采用本发明的方法可对电机的电压利用率进行调整，确保实际电压利用率在合理区间内，是一种不依赖人为经验、逻辑清晰、高效率的电压利用率调整方法。

Description

用于校准自动标定电机电压利用率的方法

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及标定电机电压利用率的技术领域，具体是指一种用于校准自动标定电机电压利用率的方法。

背景技术

在永磁电机标定的技术领域内，自动标定由于标定速度快，可以节省大量人力物力资源，逐渐取代传统的标定方法，所谓自动标定就是基于电机参数(电感、转子磁链、磁通、电阻等)，根据电机理论模型来计算出电机在不同转速、不同电压、不同扭矩下的直轴电流id与交轴电流iq。为了兼顾电机运行的稳定性与效率，电机的实际电压利用率(电机线电压基波幅值与母线电压的比值)被期望处于一个合理值附近，通常电压利用率在95％是合适的。

由于自动标定使用的电机理论模型需要电机参数，因此电机参数的准确性至关重要。然而永磁电机电磁场具有非线性强耦合的特点，电机参数的测量准确度不可能达到100％(关于电机参数的测量方法，本专利不涉及，不做叙述)。因此自动标定存在一个固有问题，即：当使用基于参数的电机模型计算出来的直轴电流id、交轴电流iq(即直轴电流id与交轴电流iq不做任何修正)来运行电机时，实际的电压利用率并不与期望的电压利用率完全一致。比如期望电机全转速范围内电压利用率均为95％，但很可能实际的电压利用率在不同工况下出现90％-100％(这个数据仅仅是举例，具体数据取决于参数精度)不等，甚至超过100％，显著影响电机的运行稳定性和效率。

怎样使得电机在全转速范围内的实际电压利用率在期望电压利用率附近(比如期望电压利用率95％，实际电压利用率在94％-96％之间)，成为永磁电机自动标定的一个技术难点。

以往的办法是依靠标定工程师依据经验手动调整直轴电流id与交轴电流iq，使得电压利用率维持在合理区间内，这种办法实际上是一种凑试法，具有一定的随机性。因此针对这一问题，需要一种不依赖人为经验、逻辑清晰、高效率的方法。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种不依赖人为经验、逻辑清晰、高效率的用于校准自动标定电机电压利用率的方法。

为了实现上述的目的，本发明的用于校准自动标定电机电压利用率的方法如下：

该用于校准自动标定电机电压利用率的方法，其主要特点是，所述的方法为：

(1)基于系统预设的原始的期望电压利用率，根据电机参数、电机模型分别计算电机在各个预选工作点对应的直轴电流id与交轴电流iq；

(2)基于各个所述的预选工作点对应的所述的直轴电流id与交轴电流iq，通过台架实验分别得到所述的电机在各个预选工作点对应的实际电压利用率；

(3)判断当前所述的电机在各个预选工作点对应的实际电压利用率是否属于合理的电压利用率的范围；

(4)对于实际电压利用率属于所述的合理的电压利用率的范围的预选工作点，将当前与该预选工作点对应的期望电压利用率作为与该预选工作点对应的最终期望电压利用率；

对于实际电压利用率不属于所述的合理的电压利用率的范围的预选工作点，对当前与该预选工作点对应的期望电压利用率进行调整，得到对应的调整后的期望电压利用率；

(5)基于各个所述的最终期望电压利用率及各个所述的调整后的期望电压利用率，根据电机参数、电机模型分别计算电机在各个预选工作点对应的直轴电流id与交轴电流iq，并返回上述步骤(2)，直至完成系统预设的调整次数，或确定所有所述的预选工作点对应的最终期望电压利用率。

较佳地，所述的步骤(3)中的各个所述的预选工作点所对应的所述的合理的电压利用率的范围通过以下方法确定：

判断所述的电机在该预选工作点所在转速输出为零扭矩时的直轴电流id是否等于0；

若所述的电机输出零扭矩时的直轴电流id等于0，则该预选工作点对应的合理的电压利用率的范围为：[0，(所述的原始的期望电压利用率+预设浮动区间)]；若所述的电机输出零扭矩时的直轴电流id不等于0，则该预选工作点对应的合理的电压利用率的范围为：[(所述的原始的期望电压利用率-所述的预设浮动区间)，(所述的原始的期望电压利用率+所述的预设浮动区间)]。

较佳地，所述的系统预设的调整次数为2次，调整过程如下：

第一次对所述的期望电压利用率进行调整时，执行以下步骤：

对于各个预选工作点中，实际电压利用率属于合理的电压利用率的范围的预选工作点，选用所述的原始的期望电压利用率作为相应的预选工作点的最终期望电压利用率；

对于各个预选工作点中，实际电压利用率不属于合理的电压利用率的范围的预选工作点，选用根据下列式(1)得到的电压利用率作为调整后的期望电压利用率：

调整后的期望电压利用率＝2×所述的原始的期望电压利用率-第一实际电压利用率 ……(1)

其中，所述的第一实际电压利用率为基于所述的原始的期望电压利用率，通过台架实验得到的实际电压利用率；

第二次对所述的期望电压利用率进行调整时，保持第一次对所述的期望电压利用率进行调整时得到的各个最终期望电压利用率不变；对经过第一次对所述的期望电压利用率进行调整后，实际电压利用率属于合理的电压利用率的范围的预选工作点，采用通过上式(1)得到的与该预选工作点对应的所述的调整后的期望电压利用率作为相应的最终期望电压利用率；同时，对经过第一次对所述的期望电压利用率进行调整后，实际电压利用率仍不属于合理的电压利用率的范围的预选工作点，根据下列式(2)、式(3)得到相应的预选工作点的最终期望电压利用率：

/>

其中，Udc_ratio_real_first为所述的第一实际电压利用率，Udc_ratio_real_second为第二实际电压利用率，所述的第二实际电压利用率为基于第一次调整后的所述期望电压利用率，通过所述的台架实验所得到的实际电压利用率，Udc_ratio_expected_original为所述的原始的期望电压利用率。

较佳地，分别采用不同的标记来对各个所述的预选工作点在不同调整次数中对应的实际电压利用率是否处于合理范围内的情况进行标记。

更佳地，可采用表格的方式记录各个预选工作点对应的实际电压利用率以及所述的标记。

较佳地，所述的步骤(5)后还包括以下步骤：

(6)基于各个所述的最终期望电压利用率，根据电机参数、电机模型分别计算电机在各个预选工作点对应的直轴电流id与交轴电流iq，分别得到所述的电机在各个预选工作点对应的实际电压利用率；判断当前所述的电机在各个预选工作点对应的实际电压利用率是否属于合理的电压利用率的范围，对得到的各个所述的最终期望电压利用率进行验证。

采用了本发明的用于校准自动标定电机电压利用率的方法，可实现自动对电机的电压利用率进行调整，确保实际电压利用率在合理区间内，是一种不依赖人为经验、逻辑清晰、高效率的电压利用率调整方法。

附图说明

图1为一实施例中本发明的用于校准自动标定电机电压利用率的方法的工作流程示意图。

图2为用于记录图1中的表一表二的流程示意图。

图3为一实施例中本发明第一次对所述的期望电压利用率进行调整时的流程示意图。

图4为用于记录图1中的表三表四的流程示意图。

图5为一实施例中本发明第二次对所述的期望电压利用率进行调整时的流程示意图。

图6为一实施例中本发明对合理的电压利用率的范围的确定的流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

该实施例中，用于校准自动标定电机电压利用率的方法为：

(1)基于系统预设的原始的期望电压利用率，根据电机参数、电机模型分别计算电机在各个预选工作点对应的直轴电流id与交轴电流iq(其中，可通过现有技术来根据电机参数、电机模型计算直轴电流id与交轴电流iq，故本申请对此不再赘述)；

(2)基于各个所述的预选工作点对应的所述的直轴电流id与交轴电流iq，通过台架实验分别得到所述的电机在各个预选工作点对应的实际电压利用率；

(3)判断当前所述的电机在各个预选工作点对应的实际电压利用率是否属于合理的电压利用率的范围；

(4)对于实际电压利用率属于所述的合理的电压利用率的范围的预选工作点，将当前与该预选工作点对应的期望电压利用率作为与该预选工作点对应的最终期望电压利用率；

对于实际电压利用率不属于所述的合理的电压利用率的范围的预选工作点，对当前与该预选工作点对应的期望电压利用率进行调整，得到对应的调整后的期望电压利用率；

(5)基于各个所述的最终期望电压利用率及各个所述的调整后的期望电压利用率，根据电机参数、电机模型分别计算电机在各个预选工作点对应的直轴电流id与交轴电流iq，并返回上述步骤(2)，直至完成系统预设的调整次数，或确定所有所述的预选工作点对应的最终期望电压利用率。

(6)基于各个所述的最终期望电压利用率，根据电机参数、电机模型分别计算电机在各个预选工作点对应的直轴电流id与交轴电流iq，分别得到所述的电机在各个预选工作点对应的实际电压利用率；判断当前所述的电机在各个预选工作点对应的实际电压利用率是否属于合理的电压利用率的范围，对得到的各个所述的最终期望电压利用率进行验证。

下面对上述实施例中的用于校准自动标定电机电压利用率的方法的测试过程进行进一步地说明：

测试时，先判断电机每个工作点的电压利用率合理区间；在进行第一次测试时根据原始的期望电压利用率，利用MATLAB或其他数学软件来离线计算电机每个工作点对应的交、直轴电流id、iq(该过程可由现有技术得到，故此不再进行展开说明)，并将计算出来的直轴电流id与交轴电流iq导入电机控制器中，进行台架实验，实验数据为得到第一次调整后的期望电压利用率提供依据；进行第一次期望电压利用率调整时，根据第一次台架实验记录下每个工作点的第一实际电压利用率，判断每个工作点的第一实际电压利用率是否在合理区间内，并将判断结果记录至第一实际电压利用率标志表(即下表2)，根据第一实际电压利用率与第一实际电压利用率标志表，来进行第一次期望电压利用率调整，使用第一次调整后得到的期望电压利用率，离线计算电机每个工作点对应的交、直轴电流id、iq，并将计算出来的直轴电流id与交轴电流iq导入电机控制器程序中进行第二次台架实验。根据第二次台架实验记录下第二次测得的实际电压利用率，判断每个工作点当前的实际电压利用率是否在合理区间内，并将判断结果记录至第二实际电压利用率标志表(即下表4)；根据第二实际电压利用率与第二实际电压利用率标志表，来进行第二次期望电压利用率调整；为了进一步确保期望电压利用率调整的正确性，可使用第二次调整的期望电压利用率，离线计算电机每个工作点对应的交、直轴电流id、iq，并将计算出来的直轴电流id与交轴电流iq导入电机控制器程序中进行最后一次台架验证实验。

在该实施例中，所述的步骤(3)中的各个所述的预选工作点所对应的所述的合理的电压利用率的范围通过以下方法确定：

判断所述的电机在该预选工作点所在转速输出为零扭矩时的直轴电流id是否等于0；

若所述的电机输出零扭矩时的直轴电流id等于0，则该预选工作点对应的合理的电压利用率的范围为：[0，(所述的原始的期望电压利用率+预设浮动区间)]；若所述的电机输出零扭矩时的直轴电流id不等于0，则该预选工作点对应的合理的电压利用率的范围为：[(所述的原始的期望电压利用率-所述的预设浮动区间)，(所述的原始的期望电压利用率+所述的预设浮动区间)]。

当所述的系统预设的调整次数为2次，调整过程如下：

第一次对所述的期望电压利用率进行调整时，执行以下步骤：

对于各个预选工作点中，实际电压利用率属于合理的电压利用率的范围的预选工作点，选用所述的原始的期望电压利用率作为相应的预选工作点的最终期望电压利用率；

对于各个预选工作点中，实际电压利用率不属于合理的电压利用率的范围的预选工作点，选用根据下列式(1)得到的电压利用率作为调整后的期望电压利用率：

调整后的期望电压利用率＝2×所述的原始的期望电压利用率-第一实际电压利用率 ……(1)

其中，所述的第一实际电压利用率为基于所述的原始的期望电压利用率，通过所述的台架实验得到的实际电压利用率；

第二次对所述的期望电压利用率进行调整时，保持第一次对所述的期望电压利用率进行调整时得到的各个最终期望电压利用率不变；对经过第一次对所述的期望电压利用率进行调整后，实际电压利用率属于合理的电压利用率的范围的预选工作点，采用通过上式(1)得到的与该预选工作点对应的所述的调整后的期望电压利用率作为相应的最终期望电压利用率；同时，对经过第一次对所述的期望电压利用率进行调整后，实际电压利用率仍不属于合理的电压利用率的范围的预选工作点，根据下列式(2)、式(3)得到相应的预选工作点的最终期望电压利用率：

其中，Udc_ratio_real_first为所述的第一实际电压利用率，Udc_ratio_real_second为第二实际电压利用率，所述的第二实际电压利用率为基于第一次调整后的所述期望电压利用率，通过所述的台架实验所得到的实际电压利用率，Udc_ratio_expected_original为所述的原始的期望电压利用率。

一般而言，经过上述方法进行两次调整后，得到的期望电压利用率基本就是合理的；如果还是不合理，则需重新进行调整。

在该实施例中，可采用表格的方式记录各个预选工作点对应的实际电压利用率以及所述的标记。

即将上述测试过程中的判断结果记录为实际电压利用率标志表，具体的记录方法为：

建立以转速为行索引，扭矩为列索引的实际电压利用率标志表。

第一次对所述的期望电压利用率进行调整时，具体的记录方法为：

根据第一实际电压利用率标志表(即下表2)，对于表格2中数字为1的工作点，令这些点的第一次调整的期望电压利用率＝原始的期望电压利用率。

对于表2中数字为0的工作点，令这些点的第一次调整后的期望电压利用率＝2×原始的期望电压利用率-第一实际电压利用率。

第二次对所述的期望电压利用率进行调整时，将判断结果记录于第二实际电压利用率标志表(即下表4)，具体的记录方法为：

在第一实际电压利用率标志表上进行修改，表2中写0对应的工作点，其对应的第二实际电压利用率若在合理区间内，那么将数字0改写为2；否则仍然写0。所有工作点记录完毕得到第二实际电压利用率标志表(即下表4)。

该实施例中，提到的是在表2中进行修改，但在其他实施例中，直接重新另外输出一个表格也是完全可以的，同时，在该实施例中采用0/1/2/3等标记进行标定，但实际使用中，并不将标记方式局限于这几种，也可采用其他标记方式进行标注。

在该实施例中，根据第二实际电压利用率标志表(即表4)，对于表4中数字为1的工作点，令这些点的第二次调整的期望电压利用率＝原始的期望电压利用率。

对于表4中数字为2的工作点，令这些点的第二次调整的期望电压利用率＝第一次调整的期望电压利用率。

对于表4中数字为0的工作点，这些点的第二次调整的期望电压利用率按式2、3计算：

其中，Udc_ratio_real_first为所述的第一实际电压利用率，Udc_ratio_real_second为第二实际电压利用率，所述的第二实际电压利用率为基于第一次调整后的所述期望电压利用率，通过所述的台架实验所得到的实际电压利用率，Udc_ratio_expected_original为所述的原始的期望电压利用率。

通过该方法可不依赖人为经验、逻辑清晰、高效率的实现电压利用率的调整，有效解决永磁电机自动标定中，实际电压利用率偏离期望电压利用率合理区间的问题，使得永磁电机在经过自动标定后的实际电压利用率稳定在期望电压利用率附近的一个合理区间内。

下面结合图1至6对本发明的用于校准自动标定电机电压利用率的方法进行进一步地说明：

如图1所示，该用于校准自动标定电机电压利用率的方法可用于永磁同步电机自动标定的电压利用率调整，在使用时，可执行以下步骤：

步骤一：利用MATLAB或其他计算软件，根据电机参数、电机模型，离线计算电机在不同电压、不同转速、不同扭矩下的直轴电流id与交轴电流iq(此步骤中所有工作点的计算使用原始的期望电压利用率Udc_ratio_expected_original，且采用的计算直轴电流id与交轴电流iq的方法为现有技术中的计算方法，故关于离线计算直轴电流id与交轴电流iq的方法此处不做叙述)。将计算出来的直轴电流id与交轴电流iq数据导入电机控制器的程序中，此时计算出的直轴电流id与交轴电流iq为根据原始的期望电压利用率得到的，故将此次计算出的直轴电流id与交轴电流iq称为原始直轴电流id与原始交轴电流iq)；

步骤二：确定每个工作点的电压利用率合理区间，确定规则如下(可参阅图6所示)：

若该转速下电机出零扭矩时的直轴电流id等于0，那么该转速下所有工作点的电压利用率的合理区间为[0，(Udc_ratio_expected_original+ratio_threshold)]，ratio_threshold为电压利用率浮动区间(即所述的预设浮动区间)，比如可以取值1％，或其他合适的值；

若该转速下电机出零扭矩时的直轴电流id不等于0，

那么该转速下所有工作点的电压利用率的合理区间为[(Udc_ratio_expected_original-ratio_threshold)，(Udc_ratio_expected_original+ratio_threshold)]。

步骤三：测功机工作在转速环，把电机拖到基速(比如3000rpm，不同电机，不同电压对应基速各不相同)，电机工作在扭矩环，电机稳定输出0Nm的时候，记录下电机的当前的实际电压利用率(即第一实际电压利用率Udc_ratio_real_first)，然后以一定大小的扭矩间隔Te_interval(比如10Nm)，分别让电机输出这些扭矩(10NM，20NM，30Nm……)直至该转速下的最大扭矩。分别记录下电机输出这些扭矩时的第一实际电压利用率，如表1所示：

表1

根据步骤1中所述的电压利用率合理区间规则记录表2。若该工作点的第一实际电压利用率在合理区间，则在表2的对应位置写1，代表这个工作点第一次调整时，其实际电压利用率已在合理区间内，对于这些工作点，期望电压利用率一直使用原始电压利用率；若某一工作点第一次调整时，其实际电压利用率在合理区间之外，则在表2的对应位置写0，代表这个工作点的期望电压利用率需要调整。

表2

某个转速下实验完成后，进行下一个转速下的扭矩加载实验，转速间隔Spd_interval若取1000rpm，那么让测功机将电机拖至4000rpm，记录下电机输出0Nm、10Nm、20Nm直至该转速下最大扭矩对应的第一实际电压利用率Udc_ratio_real_first，并记录表1、表2。重复步骤二直至最高转速，相关的操作步骤可参阅图2所示。

步骤四:对期望电压利用率做第一次调整，具体操作可参阅图3所示：

对于表2中电压利用率标志为1的工作点，令这些点的第一次调整的期望电压利用率Udc_ratio_expected_adjust_first＝原始的期望电压利用率Udc_ratio_expected_original。

对于表2中电压利用率标志为0的工作点，令这些点的第一次调整的期望电压利用率Udc_ratio_expected_adjust_first＝2×Udc_ratio_expected_original-Udc_ratio_real_first。

以Udc_ratio_expected_adjust_first作为期望电压利用率重新离线计算电机在不同电压、不同转速、不同扭矩下的直轴电流id与交轴电流iq。

步骤五：重复步骤三，但是此步骤测得的电机实际电压利用率为第二实际电压利用率Udc_ratio_real_second，得到表3，具体操作可参阅图4所示。

表3

根据表3中数据对表2更新，那些表2中为0对应的工作点，如果其Udc_ratio_real_second处于合理区间内，则在表2的对应位置写2，代表这个工作点第二次运行电压利用率已在合理区间内，否则表2的对应位置维持写0，代表这个工作点的电压利用率仍需要调整，表2经过更新后得到表4。

表4

至此，表4中可能仍有部分数值0。

步骤六：对期望电压利用率做第二次调整，具体操作可参阅图5所示：

对于表4中电压利用率标志为1的工作点，令这些点的第二次调整的期望电压利用率Udc_ratio_expected_adjust_second＝原始的期望电压利用率Udc_ratio_expected_original。

对于表4中电压利用率标志为2的工作点，令这些点的第二次调整的期望电压利用率Udc_ratio_expected_adjust_second＝第一次调整的期望电压利用率Udc_ratio_expected_adjust_first。

对于表4中电压利用率标志为0的工作点，这些点的第二次调整的期望电压利用率Udc_ratio_expected_adjust_second按公式2、3计算。

以Udc_ratio_expected_adjust_second作为期望电压利用率重新离线计算电机在不同电压、不同转速、不同扭矩下的直轴电流id与交轴电流iq。

步骤七：重复步骤三，但是这个步骤测得的电机的实际电压利用率取名Udc_ratio_real_third，得到表5。经过前面的六个步骤后，最后得到的表5中的实际电压利用率全部在合理区间内。

表5

根据表5中数据对表4更新，那些表4中为0对应的工作点，如果其Udc_ratio_real_third处于合理区间内，则在表4的对应位置写3，代表这个工作点第三次运行电压利用率已在合理区间内。表4经过更新后得到表6，最后表6中将不存在数值0。

表6

步骤七其实是验证步骤，前面的步骤保证了所有工作点的电压利用率能够被调整到合理区间内。

通过本发明该实施例中的用于校准自动标定电机电压利用率的方法首先判断每个工作点的电压利用率合理区间，然后进行了两次台架实验，根据电机的实际电压利用率，按照确定的规则来调整期望电压利用率，即可确保最终的实际电压利用率在合理区间内。本发明提供了一种不依赖人为经验、逻辑清晰、高效率的电压利用率调整方法。

为了更好地进行说明，下面以一台最高转速10000rpm、额定电压330V、基速3000rpm永磁同步电机为例进行进一步地说明：

1、操作时，可搭建电机台架测试系统，测功机与电机通过联轴器同轴连接，并采用转矩转速传感器采集转速与扭矩信息，上位机与电机控制器通过CAN总线连接进行通讯，测功机将电机拖至某个恒定转速后，通过上位机发送不同的电流指令命令，记录下转矩信息，并且记录下上位机的电压电流信息。然后根据其中的转矩、转速、电压、电流与电机的理论模型，利用MATLAB或其他计算软件计算电机参数，

2、根据电机参数，电机的理论模型，利用MATLAB或其他计算软件离线计算电机在不同电压、不同转速、不同扭矩下的直轴电流id与交轴电流iq，此次计算使用原始的期望电压利用率Udc_ratio_expected_original，这里取95％，将计算出来的原始直轴电流id与交轴电流iq数据导入电机控制器的程序中；

3、进行第一次台架实验。

测功机工作在转速环，电压设置为330V，把电机拖到基速3000rpm，电机工作在扭矩环，上位机发送0Nm扭矩指令，当电机稳定输出0Nm的时候，记录下电机的第一实际电压利用率Udc_ratio_real_first，然后以一定大小的扭矩间隔，这里取10Nm(也可以5Nm，或别的间隔)，分别让电机输出这些扭矩(0NM，10NM，20Nm……)直至该转速下的最大扭矩。分别记录下电机输出这些扭矩时的实际电压利用率，比如3000rpm，20Nm时的实际电压利用率为50％，就将50％写入表1中的相应位置。3000rpm下所有扭矩对应的实际电压利用率记录完毕后，让测功机将电机拖至4000rpm，上位机发送扭矩指令0NM，10NM，20Nm……直至该转速下的最大扭矩，同样在表1中记录下实际电压利用率，依次类推，做到最高转速结束后，得到电机的第一实际电压利用率表格，即为表1。根据表1和电压利用率合理区间规则来得到表2。表1表2的记录流程如图2所示。

4、进行第一次期望电压利用率调整(如图3所示)，并离线计算直轴电流id与交轴电流iq：

对于电压利用率标志为1的工作点，令这些点的第一次调整的期望电压利用率Udc_ratio_expected_adjust_first＝Udc_ratio_expected_original。

对于电压利用率标志为0的工作点，令这些点的第一次调整的期望电压利用率Udc_ratio_expected_adjust_first＝2×Udc_ratio_expected_original-Udc_ratio_real_first。

根据电机参数，电机的理论模型，利用MATLAB或其他计算软件离线计算电机在不同电压、不同转速、不同扭矩下的直轴电流id与交轴电流iq，此次计算使用第一次调整的期望电压利用率Udc_ratio_expected_adjust_first(此次计算中不同工作点使用的期望电压利用率可能不同)。将计算出来的原始直轴电流id与交轴电流iq数据导入电机控制器的程序中。

5、进行第二次台架实验(更新流程如图4所示)。做法与步骤4一致，只是表1中的数据一个个被更改为第二实际电压利用率，记录完毕，表1更新为表3，根据表3与电压利用率合理区间规则来更改表2，更改结束后，表2更新为表4。

6、进行第二次期望电压利用率调整(如图5所示)：

对于电压利用率标志为1的工作点，令这些点的第二次调整的期望电压利用率Udc_ratio_expected_adjust_second＝Udc_ratio_expected_original。

对于电压利用率标志为2的工作点，令这些点的第二次调整的期望电压利用率Udc_ratio_expected_adjust_second＝Udc_ratio_expected_adjust_first。

对于电压利用率标志为0的工作点，而这些点的第二次调整的期望电压利用率Udc_ratio_expected_adjust_second按公式2、3计算。

/>

根据电机参数，电机的理论模型，利用MATLAB或其他计算软件离线计算电机在不同电压、不同转速、不同扭矩下的直轴电流id与交轴电流iq，此次计算使用第二次调整的期望电压利用率Udc_ratio_expected_adjust_second。将计算出来的原始直轴电流id与交轴电流iq数据导入电机控制器的程序中。

7、进行第三次台架实验，做法与步骤3一致，只是表3中的数据一个个被更改为第三次实际电压利用率，记录完毕，表3更新为表5，根据表5与电压利用率合理区间规则来更改表4，更改结束后，表4更新为表6，最后表6中将不存在数字0，代表所有工作点的电压利用率都在合理区间内。该步骤是为了验证调整好的各个预选工作点对应的期望电压利用率是否均正确。

采用了本发明的用于校准自动标定电机电压利用率的方法，可实现自动对电机的电压利用率进行调整，确保实际电压利用率在合理区间内，是一种不依赖人为经验、逻辑清晰、高效率的电压利用率调整方法。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (5)

1.一种用于校准自动标定电机电压利用率的方法，其特征在于，所述的方法为：

(1)基于系统预设的原始的期望电压利用率，根据电机参数、电机模型分别计算电机在各个预选工作点对应的直轴电流id与交轴电流iq；

(2)基于各个所述的预选工作点对应的所述的直轴电流id与交轴电流iq，通过台架实验分别得到所述的电机在各个预选工作点对应的实际电压利用率；

(3)判断当前所述的电机在各个预选工作点对应的实际电压利用率是否属于合理的电压利用率的范围；

(4)对于实际电压利用率属于所述的合理的电压利用率的范围的预选工作点，将当前与该预选工作点对应的期望电压利用率作为与该预选工作点对应的最终期望电压利用率；

对于实际电压利用率不属于所述的合理的电压利用率的范围的预选工作点，对当前与该预选工作点对应的期望电压利用率进行调整，得到对应的调整后的期望电压利用率；

(5)基于各个所述的最终期望电压利用率及各个所述的调整后的期望电压利用率，根据电机参数、电机模型分别计算电机在各个预选工作点对应的直轴电流id与交轴电流iq，并返回上述步骤(2)，直至完成系统预设的调整次数，或确定所有所述的预选工作点对应的最终期望电压利用率；

所述的系统预设的调整次数为2次，调整过程如下：

第一次对所述的期望电压利用率进行调整时，执行以下步骤：

对于各个预选工作点中，实际电压利用率属于合理的电压利用率的范围的预选工作点，选用所述的原始的期望电压利用率作为相应的预选工作点的最终期望电压利用率；

对于各个预选工作点中，实际电压利用率不属于合理的电压利用率的范围的预选工作点，选用根据下列式(1)得到的电压利用率作为调整后的期望电压利用率：

调整后的期望电压利用率＝2×所述的原始的期望电压利用率-第一实际电压利用率……(1)

其中，所述的第一实际电压利用率为基于所述的原始的期望电压利用率，通过所述的台架实验得到的实际电压利用率；

第二次对所述的期望电压利用率进行调整时，保持第一次对所述的期望电压利用率进行调整时得到的各个最终期望电压利用率不变；对经过第一次对所述的期望电压利用率进行调整后，实际电压利用率属于合理的电压利用率的范围的预选工作点，采用通过上式(1)得到的与该预选工作点对应的所述的调整后的期望电压利用率作为相应的最终期望电压利用率；同时，对经过第一次对所述的期望电压利用率进行调整后，实际电压利用率仍不属于合理的电压利用率的范围的预选工作点，根据下列式(2)、式(3)得到相应的预选工作点的最终期望电压利用率：

其中，Udc_ratio_real_first为所述的第一实际电压利用率，Udc_ratio_real_second为第二实际电压利用率，所述的第二实际电压利用率为基于第一次调整后的所述期望电压利用率，通过所述的台架实验所得到的实际电压利用率，Udc_ratio_expected_original为所述的原始的期望电压利用率，Udc_ratio_expected_adjust_second为第二次调整的期望电压利用率。

2.根据权利要求1所述的用于校准自动标定电机电压利用率的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中的各个所述的预选工作点所对应的所述的合理的电压利用率的范围通过以下方法确定：

判断所述的电机在该预选工作点所在转速输出为零扭矩时的直轴电流id是否等于0；

若所述的电机输出零扭矩时的直轴电流id等于0，则该预选工作点对应的合理的电压利用率的范围为：[0，(所述的原始的期望电压利用率+预设浮动区间)]；若所述的电机输出零扭矩时的直轴电流id不等于0，则该预选工作点对应的合理的电压利用率的范围为：[(所述的原始的期望电压利用率-所述的预设浮动区间)，(所述的原始的期望电压利用率+所述的预设浮动区间)]。

3.根据权利要求1所述的用于校准自动标定电机电压利用率的方法，其特征在于，分别采用不同的标记来对各个所述的预选工作点在不同调整次数中对应的实际电压利用率是否处于合理范围内的情况进行标记。

4.根据权利要求3所述的用于校准自动标定电机电压利用率的方法，其特征在于，可采用表格的方式记录各个预选工作点对应的实际电压利用率以及所述的标记。

5.根据权利要求1所述的用于校准自动标定电机电压利用率的方法，其特征在于，所述的步骤(5)后还包括以下步骤：

(6)基于各个所述的最终期望电压利用率，根据电机参数、电机模型分别计算电机在各个预选工作点对应的直轴电流id与交轴电流iq，分别得到所述的电机在各个预选工作点对应的实际电压利用率；判断当前所述的电机在各个预选工作点对应的实际电压利用率是否属于合理的电压利用率的范围，对得到的各个所述的最终期望电压利用率进行验证。

Images