CN114844414A - 一种永磁同步电机电感在线辨识方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种永磁同步电机电感在线辨识方法及系统包括：S1、建立在高频正弦电压信号注入的下永磁同步电机数学模型；S2、获取在所述高频正弦电压信号激励下的内置式永磁同步电机的高频正弦电流分量的幅值信号，据以估计所述内置式永磁同步电机的d、q轴电感；S3、考虑逆变器非线性影响，建模高频等效电阻；S4、根据逆变器非线性影响辨识i_d＝0控制下所述内置式永磁同步电机的电感。本发明解决了方程欠秩、电感辨识效果差及辨识精度低的技术问题。

Description

一种永磁同步电机电感在线辨识方法及系统

技术领域

本发明涉及永磁同步电机控制的技术领域，具体涉及一种永磁同步电机电感在线辨识方法及系统。

背景技术

内置式永磁同步电机(IPMSM)具有功率密度高、效率高、运行可靠等优点，被广泛应用于航空航天、电动汽车、新能源发电等领域。IPMSM的电感参数受磁路饱和以及交叉耦合的影响，电感对电流变化敏感，在不同电机运行条件下电感参数变化明显，为了实现对IPMSM的高性能控制，有必要实时获取精确的电感参数，IPMSM电感参数在线辨识具有十分重要的意义。

申请号为CN202110546812.6的发明专利《一种基于无迹卡尔曼滤波的同步磁阻电机电感辨识方法、系统、终端及可读存储介质》构建同步磁阻电机的电机模型，所述电机模型包括：非线性状态方程函数和非线性观测方程函数；其中，将电机的d轴电流id、q轴电流iq作为观测量Z，将电机的d轴电流id、q轴电流iq、d轴电感Ld和q轴电感Lq作为状态变量X；将电机的d轴电流id、q轴电流iq、d轴电压ud、q轴电压uq以及转子电角速度ωe输入所述电机模型，基于无迹卡尔曼滤波进行当前时刻的状态更新和观测更新；计算状态和观测更新后的观测残差，并基于所述观测残差确定时变渐消因子λk，所述时变渐消因子λk的公式如下：式中，σ为误差可调系数，εk为时刻k的观测残差ε，tr[]表示矩阵的迹，为k时刻的观测更新后计算出的观测量的自协方差矩阵，T为矩阵转置符号；将所述时变渐消因子λk作为卡尔曼滤波增益修正，计算下一时刻的状态更新和协方差更新；基于步骤4中下一时刻的状态更新得到同步磁阻电机电感的d轴电感Ld、q轴电感Lq；再返回步骤2进入下一个时刻的迭代运算。前述现有专利采用基于dq轴系下的电压方程的算法进行电感辨识，而在i_d＝0控制下，基于dq轴系下的电压方程的算法存在方程欠秩的问题，难以直接辨识直轴电感L_d，并且电感辨识的效果受电机转速和负载变化的影响；基于高频信号注入的方法，受逆变器非线性影响，引起注入的高频正弦电压信号失真，造成电感辨识的误差。现有技术存在方程欠秩、电感辨识效果差及辨识精度低的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何解决现有技术中的方程欠秩、电感辨识效果差及辨识精度低的技术问题。

本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种永磁同步电机电感在线辨识方法包括：

S1、建立在高频正弦电压信号注入下的永磁同步电机数学模型；

S2、利用所述永磁同步电机数学模型中的改进型增强型锁相环提取高频电流响应，据以估计所述高频正弦电压信号激励下的内置式永磁同步电机的高频正弦电流分量的幅值信号，以估计所述内置式永磁同步电机的d、q轴电感，并利用所述改进型增强型锁相环估计直流分量信号供电流闭环控制；

S3、根据逆变器非线性影响下的相电压误差与相电流的非线性关系建模获取等效高频电阻建模关系数据R_xh,x＝abc，根据d轴或q轴的电压信号注入方式，将所述电阻建模关系数据R_xh,x＝abc作为电流基频分量i_xf的函数，据以获取各控制策略下的相基频电流关系数据，根据所述电阻建模关系数据R_xh,x＝abc在相电流瞬时值趋近于0时阻值的正交性及所述三相基频电流关系数据建模，以得到三相对称等效高频电阻建模关系数据，坐标变换所述三相对称等效高频电阻建模关系数据并以傅里叶级数形式处理得到三相阻值电流非线性关系数据；

S4、根据逆变器非线性影响辨识i_d＝0控制下所述内置式永磁同步电机的电感，其中，步骤S4还包括：

S41、获取i_d＝0控制下的所述三相阻值电流非线性关系数据R_xh,x＝dq的直流分量表达式：

，

式中，R_d0、R_q0为直流分量；

S42、根据向d轴注入的差异频率幅值正弦电压信号处理得到高频电压信号关系数据及高频电流响应数据：

，

式中U_inj2及U_inj1为幅值，ω_d2、ω_d1为d、q轴注入电压信号的频率，U_inj2＝2U_inj1，ω_d2＝2ω_d1，I_dh1、I_dh2为幅值信号；

S43、从所述高频电流响应数据中获取两个高频电流分量的幅值信号并以下述逻辑处理得高频电流分量幅值数据：

S44、根据所述高频电流分量幅值数据以下述逻辑估计得到d、q轴电感：

S45、以一阶低通滤波器滤除所述d、q轴电感中含有同频率的谐波扰动，以得到平滑电感信号L_d、L_q。

本发明采用高频正弦电压信号注入法在线辨识永磁同步电机的dq轴电感，消除逆变器非线性对电感辨识的影响，电感辨识效果不受转速和负载变化的影响。本发明选择带直流信号估计的改进型增强型锁相环结构直接获取高频电流响应的幅值信号并用于电感辨识，同时将估计的直流信号作为电流环的反馈量用于闭环控制，实现了IPMSM在i_d＝0控制下交、直轴电感的精确在线辨识。

在更具体是技术方案中，所述步骤S1包括：

S11、在同步旋转坐标系下，以下述逻辑作为所述内置式永磁同步电机的电压方程表达式：

，

式中，u_d、u_q、i_d和i_q分别为同步旋转坐标系下定子电压和电流，R_s为定子电阻，L_d、L_Q为d、q轴电感，ω_e为电气角速度，ψ_f为永磁体转子磁链，p为微分算子；

S12、将所述内置式永磁同步电机等效为RL串联的阻抗模型，根据所述内置式永磁同步电机的电压方程处理得所述内置式永磁同步电机的高频阻抗模型的电压方程：

，

式中，u_xh、u_qh、i_dh和i_qh分别为同步旋转坐标系下高频电压、电流分量，其中，下标h表示高频。

在更具体的技术方案中，所述步骤S2包括：

S21、以下述逻辑表示注入的所述高频电压信号：

，

式中，d、q轴的注入电压信号的频率分别为ω_d、ω_q,幅值为U_inj。

S22、以下述逻辑根据所述高频电压信号处理得到同步旋转坐标系下的电流响应为：

，

式中，φ_d、φ_q分别为d、q轴阻抗模型的阻抗角；

S23、利用所述高频电流响应中的幅值信号与电感的关系数据，处理得到下述d、q轴电感的估计表达式：

，

式中，ω_x为电压信号频率，I_xh为电流分量。

在更具体的技术方案中，所述步骤S23中，将所述d、q轴电感的估计表达式简化为下述简化d、q轴电感估计表达式：

在更具体的技术方案中，所述步骤S3包括：

S31、根据逆变器非线性影响下的相电压误差与相电流的非线性关系建模获取所述等效高频电阻建模关系数据R_xh,x＝abc，以描述逆变器非线性影响；

S32、基于d轴或q轴不同的电压信号注入方式，将所述电阻建模关系数据R_xh,x＝abc作为电流基频分量i_xf的函数，根据不同控制策略下的电流差异数据，以所述电流基频分量i_xf的函数处理得到a相基频电流：

i_af＝I_msin(θ_e+γ)，

式中，I_m为相电流幅值，θ_e为转子位置信息；

S33、根据在相电流的瞬时值趋近于0时的电阻正交性及所述电阻建模关系数据R_xh,x＝abc，以下述逻辑建模以得到电阻正交性建模数据：

R_ah＝r_a(t)cos(θ_e+γ)，

式中，r_a(t)是描述阻值随电流大小变化的非线性函数；

S34、根据所述电阻正交性建模数据处理得三相对称高频等效电阻表示数据；

S35、坐标变换所述三相对称高频等效电阻表示数据，据以推出dq轴系下的坐标变换三相对称高频等效电阻表示数据；

S36、根据所述相电流幅值函数r_x(t)的周期特性，以傅里叶级数形式获取相电流幅值与电阻关系数据；

S37、将所述相电流幅值与电阻关系数据代入所述坐标变换三相对称高频等效电阻表示数据，以推出所述三相阻值电流非线性关系数据。

本发明采用高频正弦电压信号注入法，分析逆变器非线性对电感辨识的影响，提出了一种等效高频电阻的建模。本发明通过理论分析改进信号注入的方式，提出在i_d＝0控制下，d轴双频信号注入、q轴单频信号注入的方式，有效地消除逆变器非线性影响。

在更具体的技术方案中，所述步骤S34中，根据所述电阻正交性建模数据处理得下述三相对称高频等效电阻表示数据：

，

式中，R_ah、R_bh及R_ch为三相等效高频电阻，r_a(t)、r_b(t)及r_c(t)为电流幅值函数，θ_e为转子位置信息。

在更具体的技术方案中，所述步骤S35中，以下述逻辑坐标变换所述三相对称高频等效电阻表示数据，据以推出dq轴系下的所述坐标变换三相对称高频等效电阻表示数据：

在更具体的技术方案中，所述步骤S36中，根据所述相电流幅值函数r_x(t)的周期特性，以傅里叶级数形式获取下述相电流幅值与电阻关系数据：

，

式中，R_a0＝R_b0＝R_c0,R_ak＝R_bk＝R_ck,φ_k为谐波分量的初相位；

在更具体的技术方案中，所述步骤S37中，以下述逻辑将所述相电流幅值与电阻关系数据代入所述坐标变换三相对称高频等效电阻表示数据，可推出所述三相阻值电流非线性关系数据：

，

式中，R_d0、R_q0为直流分量，R_dl、R_ql为谐波分量幅值，φ_l为谐波分量的初相位。

本发明考虑辨识的电感信号中含有谐波扰动，用一阶低通滤波器滤波处理后，最终得到消除逆变器非线性影响的平滑的电感信号L_d、L_q。

在更具体的技术方案中，一种永磁同步电机电感参数在线辨识系统包括：

模型建立模块，用以建立在高频正弦电压信号注入的下永磁同步电机数学模型；

内置式永磁同步电机电感估计模块，用以利用所述永磁同步电机数学模型中的改进型增强型锁相环提取高频电流响应，据以估计所述高频正弦电压信号激励下的内置式永磁同步电机的高频正弦电流分量的幅值信号，以估计所述内置式永磁同步电机的d、q轴电感，并利用所述改进型增强型锁相环估计直流分量信号供电流闭环控制，所述内置式永磁同步电机电感估计模块与所述模型建立模块连接；

三相阻值电流非线性关系处理模块，用以根据逆变器非线性影响下的相电压误差与相电流的非线性关系建模获取等效高频电阻建模关系数据R_xh,x＝abc，根据d轴或q轴的电压信号注入方式，将所述电阻建模关系数据R_xh,x＝abc作为电流基频分量i_xf的函数，据以获取各控制策略下的相基频电流关系数据，根据所述电阻建模关系数据R_xh,x＝abc在相电流瞬时值趋近于0时阻值时的正交性及所述三相基频电流关系数据建模，以得到三相对称等效高频电阻建模关系数据，坐标变换所述三相对称等效高频电阻建模关系数据并以傅里叶级数形式处理得到三相阻值电流非线性关系数据，所述三相阻值电流非线性关系处理模块与所述模型建立模块及所述内置式永磁同步电机电感估计模块连接；

非线性电感辨识模块，用以根据逆变器非线性影响辨识i_d＝0控制下所述内置式永磁同步电机的电感，所述非线性电感辨识模块与所述三相阻值电流非线性关系处理模块连接，其中，所述非线性电感辨识模块还包括：

非线性直流分量模块，用以获取i_d＝0控制下的所述三相阻值电流非线性关系数据R_xh,x＝dq的直流分量表达式：

，

式中，R_d0、R_q0为直流分量；

差异频率幅值正弦电压信号处理模块，用以根据向d轴注入的差异频率幅值正弦电压信号处理得到高频电压信号关系数据及高频电流响应数据：

，

式中U_inj2及U_inj1为幅值，ω_d2、ω_d1为d、q轴注入电压信号的频率，U_inj2＝2U_inj1，ω_d2＝2ω_d1，I_dh1、I_dh2为幅值信号，所述差异频率幅值正弦电压信号处理模块与所述非线性直流分量模块连接；

高频电流分量幅值处理模块，用以从所述高频电流响应数据中获取两个高频电流分量的幅值信号并以下述逻辑处理得高频电流分量幅值数据：

所述高频电流分量幅值处理模块与所述差异频率幅值正弦电压信号处理模块连接；

电感估计模块，用以根据所述高频电流分量幅值数据以下述逻辑估计得到d、q轴电感：

所述电感估计模块与所述连接高频电流分量幅值处理模块连接；

谐波扰动过滤模块，用于以一阶低通滤波器滤除所述d、q轴电感中含有同频率的谐波扰动，以得到平滑电感信号L_d、L_q，所述谐波扰动过滤模块与所述电感估计模块连接。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明采用高频正弦电压信号注入法在线辨识永磁同步电机的dq轴电感，消除逆变器非线性对电感辨识的影响，电感辨识效果不受转速和负载变化的影响。本发明选择带直流信号估计的改进型增强型锁相环结构直接获取高频电流响应的幅值信号并用于电感辨识，同时将估计的直流信号作为电流环的反馈量用于闭环控制。实现了IPMSM在i_d＝0控制下交、直轴电感的精确在线辨识。

本发明采用高频正弦电压信号注入法，分析逆变器非线性对电感辨识的影响，提出了一种等效高频电阻的建模，通过理论分析改进信号注入的方式，提出在i_d＝0控制下，d轴双频信号注入、q轴单频信号注入的方式，有效地消除逆变器非线性影响。

本发明考虑辨识的电感信号中含有谐波扰动，用一阶低通滤波器滤波处理后，最终得到消除逆变器非线性影响的平滑的电感信号L_d、L_q。解决了现有技术中存在的方程欠秩、电感辨识效果差及辨识精度低的技术问题。

附图说明

图1为永磁同步电机电感在线辨识系统示意图；

图2为永磁同步电机电感在线辨识方法步骤示意图；

图3为永磁同步电机数学模型建立流程示意图；

图4为dq轴电感估计具体流程示意图；

图5为针对逆变器非线性影响建模流程示意图；

图6为平滑电感信号获取流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，下面结合附图对本发明做进一步说明。

一种永磁同步电机电感在线辨识方法，所述方法包括以下步骤：

如图2所示，步骤S1、建立高频正弦电压信号注入下永磁同步电机数学模型，步骤S1还包括：

如图3所示，S11、在同步旋转坐标系下，内置式永磁同步电机IPMSM的电压方程表达式如下：

，

式中，u_d、u_q、i_d和i_q分别为同步旋转坐标系下定子电压和电流，R_s为定子电阻，L_d、L_Q为d、q轴电感，ω_e为电气角速度，ψ_f为永磁体转子磁链，p为微分算子；

S12、注入的高频信号频率远大于电机的基波频率，IPMSM等效为一个RL串联的阻抗模型；此时，IPMSM的高频阻抗模型的电压方程可表示为：

，

式中，u_dh、u_qh、i_dh和i_qh分别为同步旋转坐标系下高频电压、电流分量；下标h表示高频。

步骤S2、获取高频正弦信号激励下IPMSM的高频正弦电流分量的幅值信号并估计d、q轴电感，步骤S2还包括：

如图4所示，S21、设d、q轴注入电压信号的频率分别ω_d、ω_q,幅值均为U_inj，则注入的高频电压信号可表示为：

S22、求得同步旋转坐标系下的电流响应为：

，式中，φ_d、φ_q分别为d、q轴阻抗模型的阻抗角；

S23、高频电流响应的幅值信号与电感相关，用于估计d、q轴电感的表达式为：

S24、考虑到注入信号的频率足够高，定子电阻R_s一般远小于ω_x,x＝d,q,可忽略R_s对电感辨识的影响，估计d、q轴电感的表达式可进一步简化为：

由公式(6)可知，获取高频电流响应的幅值信号，就可以直接用于估计d、q轴电感；增强型锁相环结构可以有效地跟踪正弦信号并估计出正弦信号幅值，考虑到同步旋转坐标系下的电流信号包含了直流分量和高频分量以及噪声信号，可用带直流信号估计的改进型增强型锁相环提取高频电流响应并估计该信号幅值用于电感辨识，同时可将估计的直流分量信号作为电流环的反馈量用于电流闭环控制。

如图5所示，步骤S3、考虑逆变器非线性影响，建模高频等效电阻，步骤S3还包括：

S31、死区时间是引起注入高频电压信号失真的主要因素之一，在逆变器非线性影响下，相电压误差与相电流的关系表现出明显的非线性；当相电流处于较大值时，相电压误差近似为恒定值，该值的符号与电流极性相同，当相电流趋近于0时，相电压误差随电流大小非线性变化；由此，可建模高频等效电阻项R_xh,x＝abc来描述逆变器非线性影响；

S32、高频电流分量i_xh附加在基频电流分量i_xf上，其频率远高于基频，幅值远小于基频分量，因而基于d轴或q轴不同的电压信号注入方式，可以认为R_xh,x＝abc始终是电流基频分量i_xf的函数；不同控制策略下，电流角(电流矢量与q轴的夹角)γ也不同，a相基频电流可表示为：

i_af＝I_msin(θ_e+γ) (7)，

式中，I_m为相电流幅值，θ_e为转子位置信息；

S33、R_xh,x＝abc在相电流瞬时值趋近于0时，随着电流值减小阻值增大，在电流为0时阻值达到峰值，表现出一定的正交性，因此可建模如下：

R_ah＝r_a(t)cos(θ_e+γ) (8)，

式中，r_a(t)是描述阻值随电流大小变化的非线性函数；

S34、三相对称高频等效电阻R_xh,x＝abc可表示为：

S35、可由abc轴系下R_xh,x＝abc经过坐标变换推出dq轴系下R_xh,x＝dq,公式推导如下：

S36、相电流在一个基频周期有两次过零点，对应R_xh,x＝abc出现两次，其幅值函数r_x(t)是一个满足狄利赫里条件、周期为基频周期一半的周期函数，故而可用傅里叶级数形式表示为：

，

式中，R_a0＝R_b0＝R_c0,R_ak＝R_bk＝R_ck,φ_k为谐波分量的初相位；

S37、公式(12)代入(11)可推出R_xh,x＝dq表达式如下：

，

式中，R_d0、R_q0为直流分量，R_dl、R_ql为谐波分量幅值，φ_l为谐波分量的初相位；

如图6所示，步骤S4、考虑逆变器非线性影响，i_d＝0控制下电感辨识，步骤S4还包括：

S41、i_d＝0控制下，电流角γ＝0；

S42、R_xh,x＝dq的直流分量满足表达式如下：

S43、以d轴高频等效电路为例，R_dh和R串联在电路中等效为一个非线性电阻

一方面

的直流分量将在电路中分担了电阻压降U_d0，另一方面

的谐波分量引起高频电流响应的幅值信号的谐波扰动，导致估计的电感中同频率的谐波扰动；

S44、考虑向d轴注入两个频率不同、幅值不同的正弦电压信号，表达式(3)更改为

，

式中，U_inj2＝2U_inj1，ω_d2＝2ω_d1；

S45、相应地，公式(4)更改为

，

式中，

S46、将获取的两个高频电流分量的幅值信号作如下处理

S47、估计d、q轴电感的表达式更改为

S48、幅值信号I_dh1、I_dh2和I_qh中含有非线性电阻引起的谐波扰动，因而估计的d、q轴电感中含有同频率的谐波扰动，将估计的电感信号经过一阶低通滤波器滤除谐波扰动，最终得到消除逆变器非线性影响的平滑的电感信号L_d、L_q。

综上，本发明采用高频正弦电压信号注入法在线辨识永磁同步电机的dq轴电感，消除逆变器非线性对电感辨识的影响，电感辨识效果不受转速和负载变化的影响。本发明选择带直流信号估计的改进型增强型锁相环结构直接获取高频电流响应的幅值信号并用于电感辨识，同时将估计的直流信号作为电流环的反馈量用于闭环控制。实现了IPMSM在i_d＝0控制下交、直轴电感的精确在线辨识。

本发明采用高频正弦电压信号注入法，分析逆变器非线性对电感辨识的影响，提出了一种等效高频电阻的建模，通过理论分析改进信号注入的方式，提出在i_d＝0控制下，d轴双频信号注入、q轴单频信号注入的方式，有效地消除逆变器非线性影响。

本发明考虑辨识的电感信号中含有谐波扰动，用一阶低通滤波器滤波处理后，最终得到消除逆变器非线性影响的平滑的电感信号L_d、L_q。解决了现有技术中存在的方程欠秩、电感辨识效果差及辨识精度低的技术问题。

以上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。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机电感参数在线辨识方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、建立在高频正弦电压信号注入的下永磁同步电机数学模型；

S2、利用所述永磁同步电机数学模型中的改进型增强型锁相环提取高频电流响应，据以估计所述高频正弦电压信号激励下的内置式永磁同步电机的高频正弦电流分量的幅值信号，以估计所述内置式永磁同步电机的d、q轴电感，并利用所述改进型增强型锁相环估计直流分量信号供电流闭环控制；

S3、根据逆变器非线性影响下的相电压误差与相电流的非线性关系建模获取等效高频电阻建模关系数据R_xh,x＝abc，根据d轴或q轴的电压信号注入方式，将所述电阻建模关系数据R_xh,x＝abc作为电流基频分量i_xf的函数，据以获取各控制策略下的相基频电流关系数据，根据所述电阻建模关系数据R_xh,x＝abc在相电流瞬时值趋近于0时阻值的正交性及所述三相基频电流关系数据建模，以得到三相对称等效高频电阻建模关系数据，坐标变换所述三相对称等效高频电阻建模关系数据并以傅里叶级数形式处理得到三相阻值电流非线性关系数据；

S4、根据逆变器非线性影响辨识i_d＝0控制下所述内置式永磁同步电机的电感，其中，步骤S4还包括：

S41、获取i_d＝0控制下的所述三相阻值电流非线性关系数据R_xh,x＝dq的直流分量表达式：

，

式中，R_d0、R_q0为直流分量；

S42、根据向d轴注入的差异频率幅值正弦电压信号处理得到高频电压信号关系数据及高频电流响应数据：

，

式中U_inj2及U_inj1为幅值，ω_d2、ω_d1为d、q轴注入电压信号的频率，U_inj2＝2U_inj1，ω_d2＝2ω_d1，I_dh1、I_dh2为幅值信号；

S43、从所述高频电流响应数据中获取两个高频电流分量的幅值信号并以下述逻辑处理得高频电流分量幅值数据：

S44、根据所述高频电流分量幅值数据以下述逻辑估计得到d、q轴电感：

S45、以一阶低通滤波器滤除所述d、q轴电感中含有同频率的谐波扰动，以得到平滑电感信号L_d、L_q。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电感参数在线辨识方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11、在同步旋转坐标系下，以下述逻辑作为所述内置式永磁同步电机的电压方程表达式：

，

式中，u_d、u_q、i_d和i_q分别为同步旋转坐标系下定子电压和电流，R_s为定子电阻，L_d、L_Q为d、q轴电感，ω_e为电气角速度，ψ_f为永磁体转子磁链，p为微分算子；

S12、将所述内置式永磁同步电机等效为RL串联的阻抗模型，根据所述内置式永磁同步电机的电压方程处理得所述内置式永磁同步电机的高频阻抗模型的电压方程：

，

式中，u_dh、u_qh、i_dh和i_qh分别为同步旋转坐标系下高频电压、电流分量，其中，下标h表示高频。

3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电感参数在线辨识方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21、以下述逻辑表示注入的所述高频电压信号：

，

式中，d、q轴的注入电压信号的频率分别为ω_d、ω_q,幅值为U_inj。

S22、以下述逻辑根据所述高频电压信号处理得到同步旋转坐标系下的电流响应为：

，

式中，φ_d、φ_q分别为d、q轴阻抗模型的阻抗角；

S23、利用所述高频电流响应中的幅值信号与电感的关系数据，处理得到下述d、q轴电感的估计表达式：

x＝d,q，

式中，ω_x为电压信号频率，I_xh为电流分量。

4.根据权利要求3所述的一种永磁同步电机电感参数在线辨识方法，其特征在于，所述步骤S23中，将所述d、q轴电感的估计表达式简化为下述简化d、q轴电感估计表达式：

x＝d,q。

5.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电感参数在线辨识方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S31、根据逆变器非线性影响下的相电压误差与相电流的非线性关系建模获取所述等效高频电阻建模关系数据R_xh,x＝abc，以描述逆变器非线性影响；

S32、基于d轴或q轴不同的电压信号注入方式，将所述电阻建模关系数据R_xh,x＝abc作为电流基频分量i_xf的函数，根据不同控制策略下的电流差异数据，以所述电流基频分量i_xf的函数处理得到a相基频电流：

i_af＝I_msin(θ_e+γ)，

式中，I_m为相电流幅值，θ_e为转子位置信息；

S33、根据在相电流的瞬时值趋近于0时的电阻正交性及所述电阻建模关系数据R_xh,x＝abc，以下述逻辑建模以得到电阻正交性建模数据：

R_ah＝r_a(t)cos(θ_e+γ)，

式中，r_a(t)是描述阻值随电流大小变化的非线性函数；

S34、根据所述电阻正交性建模数据处理得三相对称高频等效电阻表示数据；

S35、坐标变换所述三相对称高频等效电阻表示数据，据以推出dq轴系下的坐标变换三相对称高频等效电阻表示数据；

S36、根据所述相电流幅值函数r_x(t)的周期特性，以傅里叶级数形式获取相电流幅值与电阻关系数据；

S37、将所述相电流幅值与电阻关系数据代入所述坐标变换三相对称高频等效电阻表示数据，以推出所述三相阻值电流非线性关系数据。

6.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电感参数在线辨识方法，其特征在于，所述步骤S34中，根据所述电阻正交性建模数据处理得下述三相对称高频等效电阻表示数据：

，

式中，R_ah、R_bh及R_ch为三相等效高频电阻，r_a(t)、r_b(t)及r_c(t)为电流幅值函数，θ_e为转子位置信息。

7.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电感参数在线辨识方法，其特征在于，所述步骤S35中，以下述逻辑坐标变换所述三相对称高频等效电阻表示数据，据以推出dq轴系下的所述坐标变换三相对称高频等效电阻表示数据：

8.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电感参数在线辨识方法，其特征在于，所述步骤S36中，根据所述相电流幅值函数r_x(t)的周期特性，以傅里叶级数形式获取下述相电流幅值与电阻关系数据：

，

式中，R_a0＝R_b0＝R_c0,R_ak＝R_bk＝R_ck,φ_k为谐波分量的初相位。

9.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电感参数在线辨识方法，其特征在于，所述步骤S37中，以下述逻辑将所述相电流幅值与电阻关系数据代入所述坐标变换三相对称高频等效电阻表示数据，可推出所述三相阻值电流非线性关系数据：

，

式中，R_d0、R_q0为直流分量，R_dl、R_ql为谐波分量幅值，φ_l为谐波分量的初相位。

10.一种永磁同步电机电感参数在线辨识系统，其特征在于，所述系统包括：

模型建立模块，用以建立在高频正弦电压信号注入的下永磁同步电机数学模型；

内置式永磁同步电机电感估计模块，用以利用所述永磁同步电机数学模型中的改进型增强型锁相环提取高频电流响应，据以估计所述高频正弦电压信号激励下的内置式永磁同步电机的高频正弦电流分量的幅值信号，以估计所述内置式永磁同步电机的d、q轴电感，并利用所述改进型增强型锁相环估计直流分量信号供电流闭环控制，所述内置式永磁同步电机电感估计模块与所述模型建立模块连接；

三相阻值电流非线性关系处理模块，用以根据逆变器非线性影响下的相电压误差与相电流的非线性关系建模获取等效高频电阻建模关系数据R_xh,x＝abc，根据d轴或q轴的电压信号注入方式，将所述电阻建模关系数据R_xh,x＝abc作为电流基频分量i_xf的函数，据以获取各控制策略下的相基频电流关系数据，根据所述电阻建模关系数据R_xh,x＝abc在相电流瞬时值趋近于0时阻值时的正交性及所述三相基频电流关系数据建模，以得到三相对称等效高频电阻建模关系数据，坐标变换所述三相对称等效高频电阻建模关系数据并以傅里叶级数形式处理得到三相阻值电流非线性关系数据，所述三相阻值电流非线性关系处理模块与所述模型建立模块及所述内置式永磁同步电机电感估计模块连接；

非线性电感辨识模块，用以根据逆变器非线性影响辨识i_d＝0控制下所述内置式永磁同步电机的电感，所述非线性电感辨识模块与所述三相阻值电流非线性关系处理模块连接，其中，所述非线性电感辨识模块还包括：

非线性直流分量模块，用以获取i_d＝0控制下的所述三相阻值电流非线性关系数据R_xh,x＝dq的直流分量表达式供闭环控制：

，

式中，R_d0、R_q0为直流分量；

差异频率幅值正弦电压信号处理模块，用以根据向d轴注入的差异频率幅值正弦电压信号，以预置锁相环结构处理得到高频电压信号关系数据及高频电流响应数据：

，

式中U_inj2及U_inj1为幅值，ω_d2、ω_d1为d、q轴注入电压信号的频率，U_inj2＝2U_inj1，ω_d2＝2ω_d1，I_dh1、I_dh2为幅值信号，所述非线性直流分量模块与所述非线性直流分量模块连接；

高频电流分量幅值处理模块，用以从所述高频电流响应数据中获取两个高频电流分量的幅值信号并以下述逻辑处理得高频电流分量幅值数据：

所述高频电流分量幅值处理模块与所述差异频率幅值正弦电压信号处理模块连接；

电感估计模块，用以根据所述高频电流分量幅值数据以下述逻辑估计得到d、q轴电感：

所述电感估计模块与所述连接高频电流分量幅值处理模块连接；

谐波扰动过滤模块，用于以一阶低通滤波器滤除所述d、q轴电感中含有同频率的谐波扰动，以得到平滑电感信号L_d、L_q，所述谐波扰动过滤模块与所述电感估计模块连接。

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