CN113285647A - 一种永磁同步电机反馈调节方法和装置、永磁同步电机 - Google Patents

一种永磁同步电机反馈调节方法和装置、永磁同步电机 Download PDF

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CN113285647A CN202110553071.4A CN202110553071A CN113285647A CN 113285647 A CN113285647 A CN 113285647A CN 202110553071 A CN202110553071 A CN 202110553071A CN 113285647 A CN113285647 A CN 113285647A
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Abstract

本发明涉及一种永磁同步电机反馈调节的方法，包括设定永磁同步电机初始转速，采用矢量控制方法对永磁同步电机进行控制；对永磁同步电机施加扭矩，采集永磁同步电机的实时数据信息；将实时数据信息进行处理后，经永磁同步电机辨识算法迭代得到永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs；将永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs反馈至永磁同步电机的电流调节器中。本发明实现了对定子电阻、电感及永磁磁链进行准确辨识，实时跟踪电机参数的变化并反馈到电流环，提高电机控制的动态特性。避免因数据饱和导致辨识结果跟踪的问题，增强辨识结果的稳定性。可利用实验台模拟实际工作环境，避免实验的偶然性，便于调试电机。

Description

一种永磁同步电机反馈调节方法和装置、永磁同步电机
技术领域
本发明涉及永磁同步电机技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机反馈调节方法和装置、永磁同步电机。
背景技术
永磁同步电机主要由永磁磁铁和三相定子绕组组成，在三相电流作用下，电机的定子绕组中会产生旋转磁场，转子在定子所产生的旋转的磁场中转动，最终达到转子的旋转速度与定子中产生的旋转成磁极的转速相等，因此将电能转化为动能，用作驱动电机。
表贴式(又名面贴式、面装式、表面式)永磁同步电机由于永磁体贴在转子铁芯的表面，而且永磁体的相对磁导率几乎为1，气隙均匀，所以交直轴磁路磁阻相同，交直轴电感相等。
在工业工程应用中，由于实际运行环境的差异，永磁同步电机各特性参数包括永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs等受工作环境影响产生一定变化，影响系统的精度和性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种永磁同步电机反馈调节方法和装置、永磁同步电机。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种永磁同步电机反馈调节的方法，所述方法包括：
设定永磁同步电机初始转速，采用矢量控制方法对所述永磁同步电机进行控制；
对所述永磁同步电机施加扭矩，采集所述永磁同步电机的实时数据信息；
将所述实时数据信息进行处理后，经所述永磁同步电机辨识算法迭代得到永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs；
将所述永磁磁链ψf、所述交直轴电感L以及所述定子电阻Rs反馈至所述永磁同步电机的电流调节器中。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，所述根据所述实时数据信息进行低通滤波后，经所述永磁同步电机辨识算法迭代得到永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs，具体包括：
对所述实时数据信息中的相电流和电压值经过PARK变换后，得到所述永磁同步电机的q轴电流iq、d轴电流id，q轴电压uq和d轴电压ud；
将所述实时数据信息中的电机机械角速度ωm输入至公式ωe＝npωm，得到电角速度ωe，其中np为磁极对数；
基于所述q轴电流iq、所述d轴电流id，所述q轴电压uq、所述d轴电压ud和所述电角速度ωe，分别对永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs进行辨识，得到辨识结果。
进一步地，所述基于所述q轴电流iq、所述d轴电流id，所述q轴电压uq、所述d轴电压ud和所述电角速度ωe，分别对永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs进行辨识，得到辨识结果，具体包括：
将所述q轴电流iq、所述d轴电流id，所述q轴电压uq、所述d轴电压ud和所述电角速度ωe输入至永磁同步电机电压离散化模型中，即下式：
Figure RE-GDA0003178261730000021
其中uq(k)是第k时刻q轴电压、ud(k)是第k时刻d轴电压，iq(k)是第k时刻q轴电流、id(k)是第k时刻d轴电流；
结合折息递推最小二乘法，得到所述永磁同步电机电压离散化模型的标准最小二乘法形式：
Figure RE-GDA0003178261730000031
其中，h为步长，且h为常数，进而得到所述辨识结果[Rs L ψf]T。
进一步地，所述结合折息递推最小二乘法，得到所述永磁同步电机电压离散化模型的标准最小二乘法形式，具体包括：
折息递推最小二乘法算法如下：
递推最小二乘法方程组Ym＝Xmθ；
估计值为：
Figure RE-GDA0003178261730000032
采集到新的数据其下标设为m+1，即：
y(m+1)＝θ1x1(m+1)+θ2x2(m+1)+......+θnxn(m+1)
定义：
xT(m+1)＝[x1(m+1)，x2(m+1)，......，xn(m+1)]
其所构成的新方程包含m+1个方程：
Ym+1＝Xm+1θ
其中：
Figure RE-GDA0003178261730000033
Figure RE-GDA0003178261730000034
对于上述新方程，再进行一次最小二乘算法：
Figure RE-GDA0003178261730000035
令折息因子为
Figure RE-GDA0003178261730000041
该式中λ(L)为遗忘因子，对任意的L，都有0<λ(L)≤1，α(L)为加权因子，Γ(L，m)表示第L步的折息因子，由上式推导得到所述折息因子、素数加权因子和所述遗忘因子的通用关系为：
Γ(L，m)＝λL-1α(m)
对于上式得新的准则函数为：
Figure RE-GDA0003178261730000042
通过极小化新的准则函数，得到θ的参数估计值
Figure RE-GDA0003178261730000043
满足：
Figure RE-GDA0003178261730000044
其中
Figure RE-GDA0003178261730000045
令
Figure RE-GDA0003178261730000046
根据所述折息因子、所述遗忘因子的关系由矩阵引理得到：
Figure RE-GDA0003178261730000047
令K(m+1)＝α(m)P(m+1)x(m+1)，得到递推最小二乘法计算公式：
Figure RE-GDA0003178261730000048
其中
Figure RE-GDA0003178261730000049
相当于m时刻的参数用于m+1时刻预测时带来的偏差，K(m+1)相当于修正系数。
由标准最小二乘法形式可知：
Figure RE-GDA00031782617300000410
Figure RE-GDA00031782617300000411
其中θ矩阵为所述辨识参数，Ym与Xm矩阵中包含的参数通过数据采集系统以及坐标变换得到。
进一步地，所述将所述永磁磁链ψf、所述交直轴电感L以及所述定子电阻Rs反馈至所述永磁同步电机的电流调节器中，具体包括：
将所述永磁磁链ψf、所述交直轴电感L以及所述定子电阻Rs反馈至所述电流调节器中，则对电机电流方程进行前馈补偿，即：
Figure RE-GDA0003178261730000051
其中ud0为电流解耦后的d轴电压，uq0为电流解耦后的q轴电压。
进一步地，所述永磁同步电机是表贴式永磁同步电机。
进一步地，所述将将所述实时数据信息进行处理，具体包括：
将以预设频率采集到所述实时数据信息中的A、B、C三相电流以及相电压进行反Clark变换，从ABC坐标变换到坐标系。
本方法发明的有益效果是：提出了一种永磁同步电机反馈调节的方法，包括设定永磁同步电机初始转速，采用矢量控制方法对所述永磁同步电机进行控制；对所述永磁同步电机施加扭矩，采集所述永磁同步电机的实时数据信息；将所述实时数据信息进行处理后，经所述永磁同步电机辨识算法迭代得到永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs；将所述永磁磁链ψf、所述交直轴电感L以及所述定子电阻Rs反馈至所述永磁同步电机的电流调节器中。本发明实现了对定子电阻、电感及永磁磁链进行准确辨识，实时跟踪电机参数的变化并反馈到电流环，提高电机控制的动态特性。避免因数据饱和导致辨识结果跟踪的问题，增强辨识结果的稳定性。可利用实验台模拟实际工作环境，避免实验的偶然性，便于调试电机。
本发明还解决上述技术问题的另一种技术方案如下：
一种永磁同步电机反馈调节的装置，所述装置包括：
控制模块，用于设定永磁同步电机初始转速，采用矢量控制方法对所述永磁同步电机进行控制；
测功模块，用于对所述永磁同步电机施加扭矩；
数据采集模块，用于采集所述永磁同步电机的实时数据信息；
辨识模块，用于将所述实时数据信息进行处理后，经所述永磁同步电机辨识算法迭代得到永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs；
所述控制模块，还用于将所述永磁磁链ψf、所述交直轴电感L以及所述定子电阻Rs反馈至所述永磁同步电机的电流调节器中。
此外，本发明还提供一种永磁同步电机，包括：如上述技术方案中所述的永磁同步电机反馈调节的装置。
本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述的一种永磁同步电机反馈调节方法的流程示意图；
图2为本发明另一实施例所述的一种永磁同步电机反馈调节的装置的模块示意图；
图3为本发明另一实施例所述的永磁同步电机反馈调节系统框图；
图4为本发明另一实施例所述的折息递推最小二乘法算法流程；
图5为本发明另一实施例所述永磁同步电机在线参数辨识实验台框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种永磁同步电机反馈调节方法包括以下步骤：
110、设定永磁同步电机初始转速，采用矢量控制方法对所述永磁同步电机进行控制。
120、对所述永磁同步电机施加扭矩，采集所述永磁同步电机的实时数据信息。
130、将所述实时数据信息进行处理后，经所述永磁同步电机辨识算法迭代得到永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs。
140、将所述永磁磁链ψf、所述交直轴电感L以及所述定子电阻Rs反馈至所述永磁同步电机的电流调节器中。
基于上述实施例，进一步地，步骤130中具体包括：
131、对所述实时数据信息中的相电流和电压值经过PARK变换后，得到所述永磁同步电机的q轴电流iq、d轴电流id，q轴电压uq和d轴电压ud。
132、将所述实时数据信息中的电机机械角速度ωm输入至公式ωe＝ npωm，得到电角速度ωe，其中np为磁极对数。
133、基于所述q轴电流iq、所述d轴电流id，所述q轴电压uq、所述d 轴电压ud和所述电角速度ωe，分别对永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs进行辨识，得到辨识结果。
进一步地，步骤133中具体包括：
将所述q轴电流iq、所述d轴电流id，所述q轴电压uq、所述d轴电压ud和所述电角速度ωe输入至永磁同步电机电压离散化模型中，即下式：
Figure RE-GDA0003178261730000071
其中uq(k)是第k时刻q轴电压、ud(k)是第k时刻d轴电压，iq(k)是第k时刻q轴电流、id(k)是第k时刻d轴电流；
结合折息递推最小二乘法，得到所述永磁同步电机电压离散化模型的标准最小二乘法形式：
Figure RE-GDA0003178261730000081
其中，h为步长，且h为常数，进而得到所述辨识结果[Rs L ψf]T。
进一步地，所述结合折息递推最小二乘法，得到所述永磁同步电机电压离散化模型的标准最小二乘法形式，具体包括：
折息递推最小二乘法算法如下：
递推最小二乘法方程组Ym＝Xmθ；
估计值为：
Figure RE-GDA0003178261730000082
采集到新的数据其下标设为m+1，即：
y(m+1)＝θ1x1(m+1)+θ2x2(m+1)+......+θnxn(m+1)
定义：
xT(m+1)＝[x1(m+1)，x2(m+1)，......，xn(m+1)]
其所构成的新方程包含m+1个方程：
Ym+1＝Xm+1θ
其中：
Figure RE-GDA0003178261730000083
Figure RE-GDA0003178261730000084
对于上述新方程，再进行一次最小二乘算法：
Figure RE-GDA0003178261730000085
令折息因子为
Figure RE-GDA0003178261730000091
该式中λ(L)为遗忘因子，对任意的L，都有0<λ(L)≤1，α(L)为加权因子，Γ(L，m)表示第L步的折息因子，由上式推导得到所述折息因子、素数加权因子和所述遗忘因子的通用关系为：
Γ(L，m)＝λL-1α(m)
对于上式得新的准则函数为：
Figure RE-GDA0003178261730000092
通过极小化新的准则函数，得到θ的参数估计值
Figure RE-GDA0003178261730000093
满足：
Figure RE-GDA0003178261730000094
其中
Figure RE-GDA0003178261730000095
令
Figure RE-GDA0003178261730000096
根据所述折息因子、所述遗忘因子的关系由矩阵引理得到：
Figure RE-GDA0003178261730000097
令K(m+1)＝α(m)P(m+1)x(m+1)，得到递推最小二乘法计算公式：
Figure RE-GDA0003178261730000098
其中
Figure RE-GDA0003178261730000099
相当于m时刻的参数用于m+1时刻预测时带来的偏差，K(m+1)相当于修正系数。
由标准最小二乘法形式可知：
Figure RE-GDA00031782617300000910
Figure RE-GDA00031782617300000911
其中θ矩阵为所述辨识参数，Ym与Xm矩阵中包含的参数通过数据采集系统以及坐标变换得到。
进一步地，步骤140中具体包括：
将所述永磁磁链ψf、所述交直轴电感L以及所述定子电阻Rs反馈至所述电流调节器中，则对电机电流方程进行前馈补偿，即：
Figure RE-GDA0003178261730000101
其中ud0为电流解耦后的d轴电压，uq0为电流解耦后的q轴电压。
进一步地，所述永磁同步电机是表贴式永磁同步电机，而表贴式永磁同步电机的q轴电感和d轴电感相等。
进一步地，步骤120中具体包括：
将以预设频率采集到所述实时数据信息中的A、B、C三相电流以及相电压进行反Clark变换，从ABC坐标变换到坐标系。
应理解，上述实施例中可以搭建实验台，如图5所示，试验台包括永磁同步电机、永磁同步电机的控制系统、永磁同步电机的数据采集系统、永磁同步电机的参数辨识模块、电力测功机等。
永磁同步电机可以采用表贴式永磁同步电机，并通过数据传输线与永磁同步电机参数采集系统相连接。
永磁同步电机控制系统由控制器、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等组成，采用id＝0的矢量控制方法，给定永磁同步电机转速后经过转速环、电流环双闭环控制，进行坐标变换、空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法控制输出特定的高低电平控制由三组IGBT组成的逆变器，进而控制永磁同步电机的三相绕组电流，产生旋转的磁场控制永磁转子转动。
永磁同步电机数据采集系统采集永磁同步电机两相电流以及电机转速等数据，反馈到控制系统以及永磁同步电机的参数辨识模块进行在线参数识别。
永磁同步电机参数辨识模块包括滤波系统以及相应的折息递推最小二乘算法，将采集的数据滤去高频噪声信号后采用相关算法进行辨识，得到辨识参数结果，将辨识结果反馈到电流调节器中进行调节。
测功机可模拟永磁同步电机具体使用工况，为电机控制器的调试提供实验数据，使实验具有工程应用的意义。
基于上述实验台，步骤1、给定永磁同步电机一个转速初始值，电力测功机向电机施加转矩，模拟电机实际工作时负载工况；
如图3和图5所示，对永磁同步电机进行矢量控制。在永磁同步电机控制系统中，输入量即为电机转速，经过转速调节器后，得到q轴电流，该电流与电机侧经坐标旋转变化得到的q轴电流进行作差，得到误差值后经电流调节器后得到q轴电压；d轴初始电流为0，与同样经过坐标变换的实际d 轴电流对比作差后得到误差值，经过电流PI控制器后得到d轴电压。q、d 轴电压经过反Park变换后为α、β坐标系电压，进一步根据SVPWM算法控制三相逆变器得到三相定子绕组电流。
步骤2，数据采集模块得到相电流、电压值，辨识模块根据所采集信息通过坐标变换计算永磁同步电机的q轴电流iq、d轴电流id，q轴电压uq和d 轴电压ud；
通过数据采集系统以5kHz的频率采集到的A、B、C三相电流以及相电压通过反Clark变换，从ABC坐标变换到α、β坐标系，再经过Park变换得到q轴电流iq、d轴电流id，q轴电压uq和d轴电压ud，可作为反馈电流电压进行闭环控制，也是作为参数辨识模块的输入值。
步骤3、根据采集的电机机械角速度计算出电角速度ωe；
采用公式ωe＝npωm，将机械角速度转换为电角速度，传输到辨识模块中。其中np为磁极对数。
步骤4、通过折息递推最小二乘法辨识电机电气特性参数；
具体地，根据永磁同步电机电压数学模型：
Figure RE-GDA0003178261730000121
将模型离散化处理后：
Figure RE-GDA0003178261730000122
其中uq(k)、ud(k)分别是k时刻q、d轴电压，iq(k)、id(k)分别是k时刻 q、d轴电流。
将需要辨识项移到方程的一侧，可得到电机模型的标准最小二乘法形式：
Figure RE-GDA0003178261730000123
其中，h为辨识模块计算步长，取h＝0.0002s，所需辨识对象为 [Rs L ψf]T。
如图4所示，其中折息递推最小二乘法算法如下：
递推最小二乘法方程组Ym＝Xmθ，辨识系统的估计值为：
Figure RE-GDA0003178261730000124
采集到新的数据其下标设为m+1，即：
y(m+1)＝θ1x1(m+1)+θ2x2(m+1)+……+θnxn(m+1)
定义：
xT(m+1)＝[x1(m+1)，x2(m+1)，……，xn(m+1)]
其所构成的新方程包含m+1个方程：
Ym+1＝Xm+1θ
其中：
Figure RE-GDA0003178261730000131
Figure RE-GDA0003178261730000132
对于上述新方程，再进行一次最小二乘算法：
Figure RE-GDA0003178261730000133
对于传统递推最小二乘法来说，由于旧数据不断增多而导致新数据中所能获得的信息量较少，从而产生“数据饱和”的现象。可针对该现象加入“遗忘因子”，可对旧数据进行加权，从而增强辨识过程的跟踪性能；同样为了避免对输入数据的敏感性导致坏数对辨识结果的影响，加入“加权因子”对新采集数据进行加权，增强辨识系统的稳定性。
令“折息因子”为
Figure RE-GDA0003178261730000134
该式中λ(L)为遗忘因子，对任意的L，都有0<λ(L)，，1；α(L)为加权因子；Γ(L，m)表示第L步的折息因子，它与m时刻的加权因子α(L)有关，m值越小影响折息因子的加权因子离L时刻的距离越远。折息因子形式多变，可调性强，具有更大的灵活性和适应性。在本实施例中遗忘因子和加权因子均采用常数，因此由上式能够推导出折息因子与加权因子、遗忘因子的通用关系为：
Γ(L，m)＝λL-1α(m)
对于上式可得新的准则函数为：
Figure RE-GDA0003178261730000141
通过极小化新的准则函数，可得θ的参数估计值
Figure RE-GDA0003178261730000142
满足：
Figure RE-GDA0003178261730000143
其中
Figure RE-GDA0003178261730000144
令
Figure RE-GDA0003178261730000145
考虑折息因子、遗忘因子的关系由矩阵引理可得：
Figure RE-GDA0003178261730000146
令K(m+1)＝α(m)P(m+1)x(m+1)，通过以上推导，可得递推最小二乘法计算公式：
Figure RE-GDA0003178261730000147
其中
Figure RE-GDA0003178261730000148
相当于m时刻的参数用于m+1时刻预测时带来的偏差，K(m+1)相当于修正系数。
由电机模型的标准最小二乘法形式可知：
Figure RE-GDA0003178261730000151
Figure RE-GDA0003178261730000152
Figure RE-GDA0003178261730000153
其中θ矩阵为所需辨识参数，Ym与Xm矩阵中包含的参数都可以通过数据采集系统以及坐标变换得到。在采用该算法进行参数辨识时，遗忘因子取定值λ＝0.98，加权因子a(m)＝0.4，可获得较快的收敛以及准确的辨识结果。
步骤5，将得到的永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs反馈到控制系统中的电流调节器中。其中电流调节器根据dq坐标系电流方程进行前馈解耦。电流方程组如下：
Figure RE-GDA0003178261730000154
通过在电流调节器使qd轴电流解耦，上式可变为：
Figure RE-GDA0003178261730000155
其中ud0和uq0分别为电流解耦后的d轴和q轴电压。由此得到前馈补偿型电流调节器，将参数辨识得到的相应电气参数反馈到电流调节器中，提高系统的动态性能。
基于上述实施例，1、保证永磁同步电机参数辨识的实时性：
通过折息递推最小二乘法对采集的数据进行计算，由于该算法有“遗忘因子”可对旧数据进行加权以此来避免数据饱和的现象，较快地跟踪最新稳态运行工况下的永磁磁链、交直轴电感以及定子电阻的辨识值。
2、保证辨识系统的稳定性
折息递推最小二乘法有“加权因子”，对于新采集的数据进行置信度的调整，可降低坏数对辨识结果的影响，增强辨识系统的鲁棒性。
3、可模拟多种运行工况辨识电机电气参数
由于永磁同步电机与测功机相连，测功机可使电机在特定负荷下进行工作，模拟不同运行工况下对电机电气参数的影响，可通过参数辨识系统得出电气参数变化规律，也便于调试电机。
4、反馈调节控制系统参数
在电机运行过程中会造成电气参数的变化，将辨识出的参数反馈到电流调节器中，及时修正，保证系统控制的精确性。
基于上述实施例提供的永磁同步电机反馈调节的方法，通过基于折息递推最小二乘法对定子电阻、电感及永磁磁链进行准确辨识，实时跟踪电机参数的变化并反馈到电流环，提高电机控制的动态特性。所引入的遗忘因子，避免了因数据饱和导致辨识结果跟踪的问题；引入的加权因子，增强辨识结果的稳定性。同时测功机的使用可使实验台模拟实际工作环境，避免实验的偶然性，便于调试电机。
如图2所示，一种永磁同步电机反馈调节的装置包括：
控制模块，用于设定永磁同步电机初始转速，采用矢量控制方法对所述永磁同步电机进行控制；
测功模块，用于对所述永磁同步电机施加扭矩；
数据采集模块，用于采集所述永磁同步电机的实时数据信息；
辨识模块，用于将所述实时数据信息进行处理后，经所述永磁同步电机辨识算法迭代得到永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs；
所述控制模块，还用于将所述永磁磁链ψf、所述交直轴电感L以及所述定子电阻Rs反馈至所述永磁同步电机的电流调节器中。
此外，本发明还提供一种永磁同步电机，包括：如上述技术方案中所述的永磁同步电机反馈调节的装置。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机反馈调节的方法，其特征在于，所述方法包括：
设定永磁同步电机初始转速，采用矢量控制方法对所述永磁同步电机进行控制；
对所述永磁同步电机施加扭矩，采集所述永磁同步电机的实时数据信息；
将所述实时数据信息进行处理后，经所述永磁同步电机辨识算法迭代得到永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs；
将所述永磁磁链ψf、所述交直轴电感L以及所述定子电阻Rs反馈至所述永磁同步电机的电流调节器中。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机反馈调节的方法，其特征在于，所述根据所述实时数据信息进行低通滤波后，经所述永磁同步电机辨识算法迭代得到永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs，具体包括：
对所述实时数据信息中的相电流和电压值经过PARK变换后，得到所述永磁同步电机的q轴电流iq、d轴电流id，q轴电压uq和d轴电压ud；
将所述实时数据信息中的电机机械角速度ωm输入至公式ωe＝npωm，得到电角速度ωe，其中np为磁极对数；
基于所述q轴电流iq、所述d轴电流id，所述q轴电压uq、所述d轴电压ud和所述电角速度ωe，分别对永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs进行辨识，得到辨识结果。
3.根据权利要求2所述的永磁同步电机反馈调节的方法，其特征在于，所述基于所述q轴电流iq、所述d轴电流id，所述q轴电压uq、所述d轴电压ud和所述电角速度ωe，分别对永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs进行辨识，得到辨识结果，具体包括：
将所述q轴电流iq、所述d轴电流id，所述q轴电压uq、所述d轴电压ud和所述电角速度ωe输入至永磁同步电机电压离散化模型中，即下式：
Figure FDA0003076001650000021
其中uq(k)是第k时刻q轴电压、ud(k)是第k时刻d轴电压，iq(k)是第k时刻q轴电流、id(k)是第k时刻d轴电流；
结合折息递推最小二乘法，得到所述永磁同步电机电压离散化模型的标准最小二乘法形式：
Figure FDA0003076001650000022
其中，h为步长，且h为常数，进而得到所述辨识结果[Rs L ψf]T。
4.根据权利要求3所述的永磁同步电机反馈调节的方法，其特征在于，所述结合折息递推最小二乘法，得到所述永磁同步电机电压离散化模型的标准最小二乘法形式，具体包括：
折息递推最小二乘法算法如下：
递推最小二乘法方程组Ym＝Xmθ；
估计值为：
Figure FDA0003076001650000023
采集到新的数据其下标设为m+1，即：
y(m+1)＝θ1x1(m+1)+θ2x2(m+1)+……+θnxn(m+1)
定义：
xT(m+1)＝[x1(m+1),x2(m+1),……,xn(m+1)]
其所构成的新方程包含m+1个方程：
Ym+1＝Xm+1θ
其中：
Figure FDA0003076001650000031
Figure FDA0003076001650000032
对于上述新方程，再进行一次最小二乘算法：
Figure FDA0003076001650000033
令折息因子为
Figure FDA0003076001650000034
该式中λ(L)为遗忘因子，对任意的L，都有0<λ(L)≤1，α(L)为加权因子，Γ(L,m)表示第L步的折息因子，由上式推导得到所述折息因子、素数加权因子和所述遗忘因子的通用关系为：
Γ(L,m)＝λL-1α(m)
对于上式得新的准则函数为：
Figure FDA0003076001650000035
通过极小化新的准则函数，得到θ的参数估计值
Figure FDA0003076001650000036
满足：
Figure FDA0003076001650000037
其中
Figure FDA0003076001650000038
令
Figure FDA0003076001650000039
根据所述折息因子、所述遗忘因子的关系由矩阵引理得到：
Figure FDA00030760016500000310
令K(m+1)＝α(m)P(m+1)x(m+1)，得到递推最小二乘法计算公式：
Figure FDA0003076001650000041
其中
Figure FDA0003076001650000042
相当于m时刻的参数用于m+1时刻预测时带来的偏差，K(m+1)相当于修正系数。
由标准最小二乘法形式可知：
Figure FDA0003076001650000043
Figure FDA0003076001650000044
其中θ矩阵为所述辨识参数，Ym与Xm矩阵中包含的参数通过数据采集系统以及坐标变换得到。
5.根据权利要求4所述的永磁同步电机反馈调节的方法，其特征在于，所述将所述永磁磁链ψf、所述交直轴电感L以及所述定子电阻Rs反馈至所述永磁同步电机的电流调节器中，具体包括：
将所述永磁磁链ψf、所述交直轴电感L以及所述定子电阻Rs反馈至所述电流调节器中，则对电机电流方程进行前馈补偿，即：
Figure FDA0003076001650000045
其中ud0为电流解耦后的d轴电压，uq0为电流解耦后的q轴电压。
6.根据权利要求1所述的永磁同步电机反馈调节的方法，其特征在于，所述永磁同步电机是表贴式永磁同步电机。
7.根据权利要求1所述的永磁同步电机反馈调节的方法，其特征在于，所述将将所述实时数据信息进行处理，具体包括：
将以预设频率采集到所述实时数据信息中的A、B、C三相电流以及相电压进行反Clark变换，从ABC坐标变换到坐标系。
8.一种永磁同步电机反馈调节的装置，其特征在于，所述装置包括：
控制模块，用于设定永磁同步电机初始转速，采用矢量控制方法对所述永磁同步电机进行控制；
测功模块，用于对所述永磁同步电机施加扭矩；
数据采集模块，用于采集所述永磁同步电机的实时数据信息；
辨识模块，用于将所述实时数据信息进行处理后，经所述永磁同步电机辨识算法迭代得到永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs；
所述控制模块，还用于将所述永磁磁链ψf、所述交直轴电感L以及所述定子电阻Rs反馈至所述永磁同步电机的电流调节器中。
9.根据权利要求8所述的永磁同步电机反馈调节的装置，其特征在于，
所述辨识模块，具体用于对所述实时数据信息中的相电流和电压值经过PARK变换后，得到所述永磁同步电机的q轴电流iq、d轴电流id，q轴电压uq和d轴电压ud；
将所述实时数据信息中的电机机械角速度ωm输入至公式ωe＝npωm，得到电角速度ωe，其中np为磁极对数；
基于所述q轴电流iq、所述d轴电流id，所述q轴电压uq、所述d轴电压ud和所述电角速度ωe，分别对永磁磁链ψf、交直轴电感L以及定子电阻Rs进行辨识，得到辨识结果。
10.一种永磁同步电机，其特征在于，包括：如权利要求8或9中所述的永磁同步电机反馈调节的装置。
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