CN113759712B - 不等长分段供电直线感应电机建模方法、系统和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于控制技术领域，具体涉及了一种不等长分段供电直线感应电机建模方法、系统和设备。本发明包括：根据不等长分段供电直线感应电机的实际结构，构建定子数学模型的等效电路和动子数学模型等效电路；基于定子数学模型的等效电路构建定子数学模型，根据动子数学模型等效电路构建动子数学模型；根据所述定子数学模型和动子数学模型，计算直线感应电机的推力方程，进而控制直线感应电机运行。本发明通过用实体动子建立直线感应电机的定子数学模型，并采用虚拟动子建立直线感应电机的动子数学模型，实现了不等长分段供电直线感应电机定子和动子建模的解耦建模，使推力在定子段长度跳变时依旧保持平稳输出。
Description
技术领域
本发明属于数学建模和控制领域，具体涉及了一种不等长分段供电直线感应电机建模方法、系统和设备。
背景技术
与旋转电机相比，直线电机无需要机械转换装置，可以直接产生直线运动推力，广泛应用于轨道交通、工业生产、国防军工等领域。长定子直线感应电机由于具有动子结构简单轻便、易于制动、无需辅助供能，对电源供电频率要求低等优点，具有较高的效率和可靠性，尤其适合于高速度、大载荷、较长轨道的应用场合。具有以上优势的同时，长定子直线电机存在定子供电困难的问题。在行程较长的应用中，由于动子长度往往明显短于定子，若对定子全程全时通电，定子侧漏磁通将产生大量无功功率，降低电机功率因数，增加大功率逆变器的容量需求。为解决这一问题，往往对长定子采用分段供电的结构，将长定子分成若干定子段分别供电，随着动子的运动，逐段切换供电开关，只对动子附近的定子段通电，其他定子段不通电，从而减少系统的无功功率。
对于长定子直线感应电机的定子分段，主要有等长分段和不等长分段两种方式。目前等长分段的方式应用最为广泛，即各定子分段长度相同，相应的各分段的供电开关也等距离分布。这种方式简单易行，但在动子运行速度较低时对逆变器容量的使用不够充分。较多的分段使供电开关切换频繁，导致推力稳定性降低、设备故障率提高且建造成本巨大。不等长分段的方式则是利用定子空载电压随电机速度增大的原理，在低速区使分段较长，在高速区使分段较短，从而充分利用逆变器容量，减少分段总数，降低开关切换频率，减少推力波动、提高可靠性、降低造价。
围绕分段供电长定子直线感应电机系统，现有研究多围绕等长分段的情况。公开号为CN110417327A的专利公开了一种直线电机分段供电结构，将多台变流器通过切换开关实现级联输出，实现高速运行阶段高输出电压的要求。公开号为CN105448603A的专利公开了一种无接触电磁开关及直线电机电磁式分段供电切换装置，用以解决传统切换装置机构复杂、可靠性低、成本高的问题。对于不等长分段的情况，公开号为CN110504892A的专利公开了一种用于超高速长初级直线电机的分段供电系统和方法，通过对动子位置进行定位，精确控制供电开关开通关断的时机以及变流器的输出大小，从而实现定子的逐段供电。其中定子不等长分段，在整个轨道上长度逐渐递减。总结来看，目前针对不等长分段方式的研究较少，已有研究多着眼于供电系统的设计，对定子段长度变化下电机建模的研究十分有限。
对于分段供电长定子直线电机的建模，目前主要的研究思路是首先用旋转异步电机的模型类比直线感应电机，再根据控制目标的不同对模型进行具体的差异化设计。《直线感应电动机的理论和电磁设计方法》(龙遐令，科学出版社，北京)一书中根据动子和定子之间是否耦合，将定子段分为有效部分和无效部分，分别建立数学模型，再整合得到直线感应电机单个定子段的模型。这一思路可为定子不等长分段条件下直线感应电机的建模提供参考。与等长分段相比，不等长分段条件下的电机建模需要考虑定子参数的变化及这种变化对电机推力的影响，通过设计与控制算法相配合的电机模型，提高推力稳定性。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即现有的电机控制技术无法对定子段长度变化下实现稳定推动牵引的问题，本发明提供了一种不等长分段供电直线感应电机建模方法；
所述方法包括：
步骤S100，根据不等长分段供电直线感应电机的实际结构，构建定子数学模型的等效电路和动子数学模型等效电路；
步骤S200，基于定子数学模型的等效电路构建定子数学模型，根据动子数学模型等效电路构建动子数学模型；其中，所述定子数学模型包括n个定子段数学模型，所述动子数学模型包括虚拟动子数学模型和实体动子数学模型；所述虚拟动子数学模型全覆盖所有定子端数学模型，所述实体动子数学模型为实际直线运动的动子的数学模型；
步骤S300，根据所述定子数学模型和动子数学模型，计算直线感应电机的推力方程，进而控制直线感应电机运行；所述直线感应电机的推力方程为感应电机模型。
在一些优选的实施方式中，所述定子数学模型的等效电路，包括定子数学模型定子侧等效电路和实体动子侧等效电路；
所述定子数学模型定子侧等效电路包括串联的定子电阻BsRs、定子漏感BsLls和定子励磁电感BsLm，并在定子数学模型定子侧等效电路的两端施加定子电压us，则定子数学模型定子侧电流为is；
所述实体动子侧等效电路包括串联闭合连接的实体动子覆盖当前定子段的励磁电感AsBsLm、动子电阻Rr和动子漏感Llr，动子侧电流为ir；
所述定子数学模型定子侧等效电路与实体动子侧等效电路，励磁电感BsLm和实体动子覆盖当前定子段的励磁电感AsBsLm相耦合。
在一些优选的实施方式中，所述动子数学模型等效电路，包括动子数学模型定子侧等效电路和虚拟动子侧等效电路；
所述动子数学模型定子侧等效电路与定子数学模型定子侧等效电路相同；
所述虚拟动子侧等效电路，包括串联闭合连接的虚拟动子侧的励磁电感Lm、动子电阻Rr和动子漏感Llr，动子侧电流为ir；
所述动子数学模型定子侧等效电路与虚拟动子侧等效电路，励磁电感BsLm和虚拟动子侧的励磁电感Lm相耦合。
在一些优选的实施方式中，所述定子数学模型为：
其中，us表示定子电压，is表示定子电流，Ψs表示定子磁链矢量，ir表示动子电流，Bs表示定子段长度系数，p表示微分算子，BsRs表示定子电阻，BsLm表示励磁电感，As表示耦合系数。
在一些优选的实施方式中，所述动子数学模型为：
其中，Ψr表示动子磁链矢量，ωr表示动子的电角速度，j表示复数因子，ir表示动子电流，Lr表示动子自感。
在一些优选的实施方式中，步骤S300包括：
步骤S310，将所述定子数学模型和动子数学模型通过Clarke变换投影到两相静止坐标系，得到电机电压、电流和磁链的状态方程：
其中，usd和usq表示两相静止坐标系下的定子电压实数分量和定子电压复数分量，isd和isq表示两相静止坐标系下的定子电流，ird和irq表示两相静止坐标系的动子电流，Ψsd和Ψsq表示两相静止坐标系下的定子磁链，Ψrd和Ψrq表示两相静止坐标系下的动子磁链；
步骤S320，基于所电机电压、电流和磁链的状态方程，通过欧拉方法求解获得不等长分段供电直线感应电机单个定子段定子电流和动子磁链的离散计算数学模型：
其中，Ts表示离散方针步长，Ls表示定子自感，Lr表示动子自感，σ表示漏感系数：
其中：Lls表示定子漏感，Llr表示动子漏感；
步骤S330，基于所述不等长分段供电直线感应电机单个定子段定子电流和动子磁链的离散计算数学模型，结合所述电机电压、电流和磁链的状态方程，获得不等长分段供电直线感应电机动子电流和定子磁链的数学模型：
步骤S340，基于所述不等长分段供电直线感应电机动子电流和定子磁链的数学模型获取电机的定子电流和动子磁链，由洛伦兹力方程获得直线感应电机的推力方程：
其中，τ表示极距；
步骤S350，通过所述直线感应电机的推力方程根据任务指令对直线电机进行控制。
在一些优选的实施方式中，所述根据任务指令对直线电机进行控制，具体位置通过n个电源对不等长分段供电直线感应电机进行牵引供电，采用恒电流-转差频率方法进行控制。
本发明的另一方面，提出了一种不等长分段供电直线感应电机建模系统，包括：等效电路构建模块、数学模型构建模块和电机模型构建模块；
所述等效电路构建模块，配置为根据不等长分段供电直线感应电机的实际结构，构建定子数学模型的等效电路和动子数学模型等效电路；
所述数学模型构建模，配置为基于定子数学模型的等效电路构建定子数学模型，根据动子数学模型等效电路构建动子数学模型；其中，所述定子数学模型包括n个定子段数学模型，所述动子数学模型包括虚拟动子数学模型和实体动子数学模型；所述虚拟动子数学模型全覆盖所有定子端数学模型，所述实体动子数学模型为实际直线运动的动子的数学模型；
所述电机模型构建模块，配置为根据所述定子数学模型和动子数学模型，计算直线感应电机的推力方程，进而控制直线感应电机运行；所述直线感应电机的推力方程为感应电机模型。
本发明的第三方面，提出了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的不等长分段供电直线感应电机建模方法。
本发明的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现上述的不等长分段供电直线感应电机建模方法。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过用实体动子建立直线感应电机的定子数学模型，并采用虚拟动子建立直线感应电机的动子数学模型，实现了不等长分段供电直线感应电机定子和动子建模的解耦建模。
(2)本发明提供的建模方法解决定子段参数随动子的运动而跳变条件下的电机建模问题，使推力在定子段长度跳变时依旧保持平稳输出，可用于不等长分段供电直线感应电机的离线或者实时电磁暂态仿真。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明不等长分段供电直线感应电机建模方法实施例的流程示意图；
图2是本发明实施例中不等长分段供电直线感应电机的实际结构示意图；
图3是本发明实施例中定子数学模型的等效电路和动子数学模型等效电路示意图；
图4是本发明实施例中不等长分段供电直线感应电机电磁暂态仿真结果；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本发明提供一种不等长分段供电直线感应电机建模方法，本方法通过用实体动子建立直线感应电机的定子数学模型，并采用虚拟动子建立直线感应电机的动子数学模型，实现了不等长分段供电直线感应电机定子和动子建模的解耦建模。
本发明的一种不等长分段供电直线感应电机建模方法，包括：
步骤S100，根据不等长分段供电直线感应电机的实际结构，构建定子数学模型的等效电路和动子数学模型等效电路；
步骤S200，基于定子数学模型的等效电路构建定子数学模型，根据动子数学模型等效电路构建动子数学模型；其中，所述定子数学模型包括n个定子段数学模型，所述动子数学模型包括虚拟动子数学模型和实体动子数学模型；所述虚拟动子数学模型全覆盖所有定子端数学模型，所述实体动子数学模型为实际直线运动的动子的数学模型；
步骤S300，根据所述定子数学模型和动子数学模型，计算直线感应电机的推力方程，进而控制直线感应电机运行；所述直线感应电机的推力方程为感应电机模型。
为了更清晰地对本发明不等长分段供电直线感应电机建模方法进行说明，下面结合图1对本发明实施例中各步骤展开详述。
本发明第一实施例的不等长分段供电直线感应电机建模方法，包括步骤S100-步骤S300，各步骤详细描述如下：
步骤S100，根据不等长分段供电直线感应电机的实际结构，构建定子数学模型的等效电路和动子数学模型等效电路；
不等长分段供电直线感应电机的实际结构如图2所示，本发明为基于本发明方法构建的包含6个定子段的虚拟动子分段供电直线感应电机模型结构示意图。分段供电直线感应电机分为定子和动子两个部分。为了降低单个定子供电电源的容量，将长定子分为若干个定子段。如图1中所示，定子1、定子2、定子3、定子4、定子5和定子6为长定子分割后的6个短定子段，由电源1、电源2、电源3和电源4轮流独立供电。动子分为虚拟动子和实体动子两个部分，虚拟动子用于分段供电直线感应电机中动子的数学建模，实体动子用于不等长分段供电直线感应电机中定子的数学建模。虚拟动子为假设所有定子都100％由虚拟动子全覆盖，实体动子是虚拟动子的一部分，为实际直线运动的动子。
在本实施例中，如图3所示，所述定子数学模型的等效电路，包括定子数学模型定子侧等效电路和实体动子侧等效电路；
所述定子数学模型定子侧等效电路包括串联的定子电阻BsRs、定子漏感BsLls和定子励磁电感BsLm，并在定子数学模型定子侧等效电路的两端施加定子电压us，则定子数学模型定子侧电流为is；
所述实体动子侧等效电路包括串联闭合连接的实体动子覆盖当前定子段的励磁电感AsBsLm、实体动子电阻Rr和动子漏感Llr，实体动子侧电流为ir；
所述定子数学模型定子侧等效电路与实体动子侧等效电路，励磁电感BsLm和实体动子覆盖当前定子段的励磁电感AsBsLm相耦合。
在本实施例中，所述动子数学模型等效电路，包括动子数学模型定子侧等效电路和虚拟动子侧等效电路；
所述动子数学模型定子侧等效电路与定子数学模型定子侧等效电路相同；
所述虚拟动子侧等效电路，包括串联闭合连接的动子侧的励磁电感Lm、动子电阻Rr2和动子漏感Llr，虚拟动子侧电流为ir；
所述动子数学模型定子侧等效电路与虚拟动子侧等效电路，励磁电感BsLm和虚拟动子侧的励磁电感Lm相耦合。
步骤S200，基于定子数学模型的等效电路构建定子数学模型，根据动子数学模型等效电路构建动子数学模型；其中，所述定子数学模型包括n个定子段数学模型，所述动子数学模型包括虚拟动子数学模型和实体动子数学模型；所述虚拟动子数学模型全覆盖所有定子端数学模型，所述实体动子数学模型为实际直线运动的动子的数学模型；
在本实施例中，所述定子数学模型如公式(1)所示：
其中，us表示定子电压，is表示定子电流，Ψs表示定子磁链矢量，ir表示动子电流，Bs表示定子段长度系数，p表示微分算子，BsRs表示定子电阻，BsLm表示励磁电感，As表示耦合系数。
假设分段供电电源可实现各个定子段的电流闭环准确控制，动子经过每个定子段的定子电流幅值相位相等且连续，从动子角度可将定子等效为无限长，由此推导出动子数学模型；
在本实施例中，所述动子数学模型如公式(2)所示：
其中，Ψr表示动子磁链矢量，ωr表示动子的电角速度，j表示复数因子，ir为动子电流，Lr表示动子自感。
步骤S300，根据所述定子数学模型和动子数学模型，计算直线感应电机的推力方程，进而控制直线感应电机运行；所述直线感应电机的推力方程为感应电机模型。
在本实施例中，所述根据任务指令对直线电机进行控制，具体位置通过n个电源对不等长分段供电直线感应电机进行牵引供电，采用恒电流-转差频率方法进行控制。
在本实施例中，步骤S300包括：
步骤S310，将所述定子数学模型和动子数学模型通过Clarke变换投影到两相静止坐标系，得到电机电压、电流和磁链的状态方程如公式(3)所示：
其中，usd和usq表示两相静止坐标系下的定子电压实数分量和定子电压复数分量，isd和isq表示两相静止坐标系下的定子电流，ird和irq表示两相静止坐标系的动子电流，Ψsd和Ψsq表示两相静止坐标系下的定子磁链，Ψrd和Ψrq表示两相静止坐标系下的动子磁链；
步骤S320，基于所述电机电压、电流和磁链的状态方程，通过欧拉方法求解获得不等长分段供电直线感应电机单个定子段定子电流和动子磁链的离散计算数学模型如公式(4)所示：
其中，Ts表示离散方针步长，Ls表示定子自感，Lr表示动子自感，σ表示漏感系数，具体如公式(5)所示：
其中：Lls表示定子漏感，Llr表示动子漏感；
步骤S330，基于所述不等长分段供电直线感应电机单个定子段定子电流和动子磁链的离散计算数学模型，结合所述电机电压、电流和磁链的状态方程，获得不等长分段供电直线感应电机动子电流和定子磁链的数学模型如公式(6)所示：
步骤S340，基于所述不等长分段供电直线感应电机动子电流和定子磁链的数学模型获取电机的定子电流和动子磁链，由洛伦兹力方程获得直线感应电机的推力方程如公式(7)所示：
其中，τ表示极距；
步骤S350，通过所述直线感应电机的推力方程根据任务指令对直线电机进行控制。
在本实施例中，不等长分段供电直线感应电机电磁暂态仿真结果如图4所示，该实施例模拟四个电源对不等长分段供电直线感应电机进行牵引供电，电机的控制策略采用恒电流-转差频率控制方法。为模拟无限长直线感应电机动子运动过程，实体动子在四个定子段之间循环工作。图4中的(a)为定子分段长度系数Bs，图4中的(b)为该定子段与动子的耦合因数，图4中的(c)为该定子段产生的推力，图4中的(d)为该定子段A相输入的电压，图4中的(e)为该定子段A相的电流。由图3可知，本发明提出的基于虚拟动子的分段供电直线感应电机数学建模方法在直线电机动子进入或者离开某定子段时，动子的推力较为平稳，无明显波动。该建模方法可用于大规模不等长分段供电直线感应电机的离线或者实时电磁暂态仿真，实现对不等长分段供电直线感应电机控制系统及算法的验证
本发明第二实施例的不等长分段供电直线感应电机建模系统，包括：等效电路构建模块、数学模型构建模块和电机模型构建模块；
所述等效电路构建模块，配置为根据不等长分段供电直线感应电机的实际结构，构建定子数学模型的等效电路和动子数学模型等效电路；
所述数学模型构建模，配置为基于定子数学模型的等效电路构建定子数学模型，根据动子数学模型等效电路构建动子数学模型；其中，所述定子数学模型包括n个定子段数学模型，所述动子数学模型包括虚拟动子数学模型和实体动子数学模型；所述虚拟动子数学模型全覆盖所有定子端数学模型，所述实体动子数学模型为实际直线运动的动子的数学模型；
所述电机模型构建模块，配置为根据所述定子数学模型和动子数学模型，计算直线感应电机的推力方程，进而控制直线感应电机运行；所述直线感应电机的推力方程为感应电机模型。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
需要说明的是，上述实施例提供的不等长分段供电直线感应电机建模系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
本发明第三实施例的一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的不等长分段供电直线感应电机建模方法。
本发明第四实施例的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现上述的不等长分段供电直线感应电机建模方法。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种不等长分段供电直线感应电机建模方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S100，根据不等长分段供电直线感应电机的实际结构，构建定子数学模型的等效电路和动子数学模型等效电路；
步骤S200，基于定子数学模型的等效电路构建定子数学模型，根据动子数学模型等效电路构建动子数学模型；其中，所述定子数学模型包括n个定子段数学模型，所述动子数学模型包括虚拟动子数学模型和实体动子数学模型；所述虚拟动子数学模型全覆盖所有定子端数学模型，所述实体动子数学模型为实际直线运动的动子的数学模型；
所述定子数学模型为：
其中，us表示定子电压，is表示定子电流，Ψs表示定子磁链矢量，ir表示动子电流，Bs表示定子段长度系数，p表示微分算子，BsRs表示定子电阻，BsLm表示励磁电感，As表示耦合系数；
所述动子数学模型为：
其中，Ψr表示动子磁链矢量，ωr表示动子的电角速度，j表示复数因子，ir为动子电流，Lr表示动子自感；
步骤S300，根据所述定子数学模型和动子数学模型，计算直线感应电机的推力方程，进而控制直线感应电机运行；所述直线感应电机的推力方程为感应电机模型；
步骤S310，将所述定子数学模型和动子数学模型通过Clarke变换投影到两相静止坐标系，得到电机电压、电流和磁链的状态方程：
其中，usd和usq表示两相静止坐标系下的定子电压，isd和isq表示两相静止坐标系下的定子电流，ird和irq表示两相静止坐标系的动子电流，Ψsd和Ψsq表示两相静止坐标系下的定子磁链，Ψrd和Ψrq表示两相静止坐标系下的动子磁链；
步骤S320，基于所述电机电压、电流和磁链的状态方程，通过欧拉方法求解获得不等长分段供电直线感应电机单个定子段定子电流和动子磁链的离散计算数学模型：
其中，Ts表示离散方针步长，Ls表示定子自感，Lr表示动子自感，σ表示漏感系数：
其中：Lls表示定子漏感，Llr表示动子漏感；
步骤S330，基于所述不等长分段供电直线感应电机单个定子段定子电流和动子磁链的离散计算数学模型，结合所述电机电压、电流和磁链的状态方程，获得不等长分段供电直线感应电机动子电流和定子磁链的数学模型：
步骤S340，基于所述不等长分段供电直线感应电机动子电流和定子磁链的数学模型获取电机的定子电流和动子磁链，由洛伦兹力方程获得直线感应电机的推力方程：
其中，τ表示极距；
步骤S350，通过所述直线感应电机的推力方程根据任务指令对直线电机进行控制。
2.根据权利要求1所述的不等长分段供电直线感应电机建模方法，其特征在于，所述定子数学模型的等效电路，包括定子数学模型定子侧等效电路和实体动子侧等效电路；
所述定子数学模型定子侧等效电路包括串联的定子电阻BsRs、定子漏感BsLls和定子励磁电感BsLm，并在定子数学模型定子侧等效电路的两端施加定子电压us，则定子数学模型定子侧电流为is；
所述实体动子侧等效电路包括串联闭合连接的实体动子覆盖当前定子段的励磁电感AsBsLm、动子电阻Rr和动子漏感Llr，动子侧电流为ir；
所述定子数学模型定子侧等效电路与实体动子侧等效电路，励磁电感BsLm和实体动子覆盖当前定子段的励磁电感AsBsLm相耦合。
3.根据权利要求2所述的不等长分段供电直线感应电机建模方法，其特征在于，所述动子数学模型等效电路，包括动子数学模型定子侧等效电路和虚拟动子侧等效电路；
所述动子数学模型定子侧等效电路与定子数学模型定子侧等效电路相同；
所述虚拟动子侧等效电路，包括串联闭合连接的虚拟动子侧的励磁电感Lm、动子电阻Rr和动子漏感Llr，动子侧电流为ir；
所述动子数学模型定子侧等效电路与虚拟动子侧等效电路，励磁电感BsLm和虚拟动子侧的励磁电感Lm相耦合。
4.根据权利要求1所述的不等长分段供电直线感应电机建模方法，其特征在于，所述根据任务指令对直线电机进行控制，具体位置通过n个电源对不等长分段供电直线感应电机进行牵引供电，采用恒电流-转差频率方法进行控制。
5.一种不等长分段供电直线感应电机建模系统，其特征在于，所述系统包括：等效电路构建模块、数学模型构建模块和电机模型构建模块；
所述等效电路构建模块，配置为根据不等长分段供电直线感应电机的实际结构，构建定子数学模型的等效电路和动子数学模型等效电路；
所述数学模型构建模，配置为基于定子数学模型的等效电路构建定子数学模型，根据动子数学模型等效电路构建动子数学模型；其中，所述定子数学模型包括n个定子段数学模型，所述动子数学模型包括虚拟动子数学模型和实体动子数学模型；所述虚拟动子数学模型全覆盖所有定子端数学模型，所述实体动子数学模型为实际直线运动的动子的数学模型；
所述定子数学模型为：
其中，us表示定子电压，is表示定子电流，Ψs表示定子磁链矢量，ir表示动子电流，Bs表示定子段长度系数，p表示微分算子，BsRs表示定子电阻，BsLm表示励磁电感，As表示耦合系数；
所述动子数学模型为：
其中，Ψr表示动子磁链矢量，ωr表示动子的电角速度，j表示复数因子，ir为动子电流，Lr表示动子自感；
所述电机模型构建模块，配置为根据所述定子数学模型和动子数学模型，计算直线感应电机的推力方程，进而控制直线感应电机运行；所述直线感应电机的推力方程为感应电机模型；具体为：
将所述定子数学模型和动子数学模型通过Clarke变换投影到两相静止坐标系，得到电机电压、电流和磁链的状态方程：
其中，usd和usq表示两相静止坐标系下的定子电压，isd和isq表示两相静止坐标系下的定子电流，ird和irq表示两相静止坐标系的动子电流，Ψsd和Ψsq表示两相静止坐标系下的定子磁链，Ψrd和Ψrq表示两相静止坐标系下的动子磁链；
基于所述电机电压、电流和磁链的状态方程，通过欧拉方法求解获得不等长分段供电直线感应电机单个定子段定子电流和动子磁链的离散计算数学模型：
其中，Ts表示离散方针步长，Ls表示定子自感，Lr表示动子自感，σ表示漏感系数：
其中：Lls表示定子漏感，Llr表示动子漏感；
基于所述不等长分段供电直线感应电机单个定子段定子电流和动子磁链的离散计算数学模型，结合所述电机电压、电流和磁链的状态方程，获得不等长分段供电直线感应电机动子电流和定子磁链的数学模型：
基于所述不等长分段供电直线感应电机动子电流和定子磁链的数学模型获取电机的定子电流和动子磁链，由洛伦兹力方程获得直线感应电机的推力方程：
其中，τ表示极距；
通过所述直线感应电机的推力方程根据任务指令对直线电机进行控制。
6.一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现权利要求1-4任一项所述的不等长分段供电直线感应电机建模方法。
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现权利要求1-4任一项所述的不等长分段供电直线感应电机建模方法。
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