CN117713628A - 一种电机控制方法、装置、介质、电子设备 - Google Patents
一种电机控制方法、装置、介质、电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117713628A CN117713628A CN202311639136.2A CN202311639136A CN117713628A CN 117713628 A CN117713628 A CN 117713628A CN 202311639136 A CN202311639136 A CN 202311639136A CN 117713628 A CN117713628 A CN 117713628A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parameter
- motor
- rotor flux
- determining
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 267
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 14
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
本申请涉及电机控制技术领域,揭示了一种电机控制方法、装置、介质、电子设备。所述方法包括:获取电机的特征参数;基于所述特征参数确定所述电机的定子磁链参数;基于所述定子磁链参数进行补偿处理,得到目标转子磁链参数;基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的锁取角度;根据所述特征参数获取所述电机的当前控制角度;基于所述当前控制角度和所述锁取角度确定所述电机的控制角度。本申请可以通过电机的当前控制角度结合锁取角度来确定所述电机的控制角度,提高了电机的控制角度的准确性,确保电机有效并正确地运行。
Description
技术领域
本申请涉及电机控制技术领域,特别地,涉及一种电机控制方法、装置、介质、电子设备。
背景技术
异步电机具有结构简单、价格低廉、易维护可靠性高等优点在交流传动领域运用广泛,磁链的准确观测一直是异步电机高性能控制的重点和难点。现有的磁链观测方案中存在着磁链幅值衰减或相位超前滞后的问题,由此而导致的磁链观测不准确,那么由观测得到的磁链所确定的电机锁取角度也不准确,导致对电机的角度控制不准确,因此无法使得电机处于正确的状态下运行。
发明内容
本申请提供了一种电机控制方法、装置、介质、电子设备,可以通过对定子磁链参数进行补偿处理,进而解决磁链幅值衰减或相位超前滞后的问题,使得对磁链的观测更准确,由此所得到的电机的锁取角度更为准确,进而使得电机的控制角度更准确,来保证电机的正常运行。
本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然,或部分地通过本申请的实践而习得。
根据本申请实施例的一个方面,提供了一种电机控制方法,所述方法包括:
获取电机的特征参数;
基于所述特征参数确定所述电机的定子磁链参数;
基于所述定子磁链参数进行补偿处理,得到目标转子磁链参数;
基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的锁取角度;
根据所述特征参数获取所述电机的当前控制角度;
基于所述当前控制角度和所述锁取角度确定所述电机的控制角度。
在本申请的一个实施例中,基于前述方案,所述基于所述特征参数确定所述电机的定子磁链参数,包括:
基于所述特征参数获取所述电机的定子反电势参数和电机角速度;
基于所述定子反电势参数和所述电机角速度确定所述定子磁链参数。
在本申请的一个实施例中,基于前述方案,所述基于所述定子磁链参数进行补偿处理,得到目标转子磁链参数,包括:
对所述定子磁链参数进行滤波处理,得到滤波后的初始定子磁链参数;
基于预设的第一截止频率系数、预设的第二截止频率系数和所述初始定子磁链参数确定所述电机的目标定子磁链参数;
基于所述目标定子磁链参数和所述特征参数确定所述目标转子磁链参数。
在本申请的一个实施例中,基于前述方案,所述基于所述目标定子磁链参数和所述特征参数确定所述目标转子磁链参数,包括:
基于所述特征参数确定所述电机的电感参数和电流参数;
基于所述电感参数、预设的补偿系数和所述电流参数确定所述电机的转子磁链补偿参数;
基于所述转子磁链补偿参数和所述目标定子磁链参数确定所述目标转子磁链参数。
在本申请的一个实施例中,基于前述方案,所述基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的锁取角度,包括:
基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的第一轴转子磁链参数和第二轴转子磁链参数;
基于所述第一轴转子磁链参数和所述第二轴转子磁链参数作为锁相环输入,得到所述锁取角度。
在本申请的一个实施例中,基于前述方案,所述基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的第一轴转子磁链参数和第二轴转子磁链参数,包括:
基于所述目标转子磁链参数获取所述电机的第一轴初始转子磁链参数和第二轴初始转子磁链参数;
根据所述特征参数确定所述电机的第一轴转子磁链补偿参数和第二轴转子磁链补偿参数;
根据所述第一轴初始转子磁链参数和所述第一轴转子磁链补偿参数确定所述第一轴转子磁链参数,以及根据所述第二轴初始转子磁链参数和所述第二轴转子磁链补偿参数确定所述第二轴转子磁链参数。
在本申请的一个实施例中,基于前述方案,所述基于所述当前控制角度和所述锁取角度确定所述电机的控制角度,包括:
基于所述当前控制角度和所述锁取角度确定所述电机的误差角度;
基于所述误差角度确定所述电机的目标电机角速度;
根据所述特征参数确定所述电机的控制周期;
基于所述目标电机角速度和所述控制周期确定所述控制角度。
根据本申请实施例的一个方面,提供了一种电机控制装置,所述装置包括第一获取单元,用于获取电机的特征参数;第一确定单元,用于基于所述特征参数确定所述电机的定子磁链参数;补偿单元,用于基于所述定子磁链参数进行补偿处理,得到目标转子磁链参数;第二确定单元,用于基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的锁取角度;第二获取单元,用于根据所述特征参数获取所述电机的当前控制角度;第三确定单元,用于基于所述当前控制角度和所述锁取角度确定所述电机的控制角度。
在本申请的一个实施例中,所述第一确定单元单元配置为:基于所述特征参数获取所述电机的定子反电势参数和电机角速度;基于所述定子反电势参数和所述电机角速度确定所述定子磁链参数。
在本申请的一个实施例中,所述补偿单元配置为:对所述定子磁链参数进行滤波处理,得到滤波后的初始定子磁链参数;基于预设的第一截止频率系数、预设的第二截止频率系数和所述初始定子磁链参数确定所述电机的目标定子磁链参数;基于所述目标定子磁链参数和所述特征参数确定所述目标转子磁链参数。
在本申请的一个实施例中,所述补偿单元配置为:基于所述特征参数确定所述电机的电感参数和电流参数;基于所述电感参数、预设的补偿系数和所述电流参数确定所述电机的转子磁链补偿参数;基于所述转子磁链补偿参数和所述目标定子磁链参数确定所述目标转子磁链参数。
在本申请的一个实施例中,所述第二确定单元配置为:基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的第一轴转子磁链参数和第二轴转子磁链参数;基于所述第一轴转子磁链参数和所述第二轴转子磁链参数作为锁相环输入,得到所述锁取角度。
在本申请的一个实施例中,所述第二确定单元配置为:基于所述目标转子磁链参数获取所述电机的第一轴初始转子磁链参数和第二轴初始转子磁链参数;
根据所述特征参数确定所述电机的第一轴转子磁链补偿参数和第二轴转子磁链补偿参数;
根据所述第一轴初始转子磁链参数和所述第一轴转子磁链补偿参数确定所述第一轴转子磁链参数,以及根据所述第二轴初始转子磁链参数和所述第二轴转子磁链补偿参数确定所述第二轴转子磁链参数。
在本申请的一个实施例中,所述第三确定单元配置为:基于所述当前控制角度和所述锁取角度确定所述电机的误差角度;基于所述误差角度确定所述电机的目标电机角速度;根据所述特征参数确定所述电机的控制周期;基于所述目标电机角速度和所述控制周期确定所述控制角度。
根据本申请实施例的一个方面,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序包括可执行指令,当该可执行指令被处理器执行时,实现如上述实施例中所述的电机控制方法。
根据本申请实施例的一个方面,提供了一种电子设备,包括:一个或多个处理器;存储器,用于存储所述处理器的可执行指令,当所述可执行指令被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器实现如上述实施例中所述的电机控制方法。
在本申请实施例的技术方案中,通过获取得到的特征参数来确定电机的定子磁链参数,通过对定子磁链参数进行补偿处理进行补偿处理,来解决电机的磁链观测过程中存在的磁链幅值衰减或相位超前滞后的问题,由于转子磁链参数是可以通过定子磁链参数结合电机的特征参数来得到的,因此通过补偿处理后得到的目标转子磁链参数解决了磁链幅值衰减或相位超前滞后的问题,保证了对转子磁链观测的准确性。
进一步地,通过得到的目标转子磁链参数来确定所述电机的锁取角度,也就是进行锁相环的角度锁取,由于目标转子磁链参数的准确性得到了保证,那么电机的锁取角度同样具有准确性,可以通过电机的当前控制角度结合锁取角度来确定所述电机的控制角度,提高了电机的控制角度的准确性,确保电机有效并正确地运行。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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。在附图中:
图1为根据本申请实施例示出的电机控制方法的流程图;
图2为根据本申请实施例示出的转子磁链相位补偿的逻辑示意图;
图3为根据本申请实施例示出的电机控制装置的框图;
图4为根据本申请实施例示出的电子设备的系统结构的示意图;
图5为根据本申请实施例示出的转子磁链前馈补偿的逻辑示意图;
图6为根据本申请实施例示出的锁相环系统改进的逻辑示意图;
图7为根据本申请实施例示出的电机控制整体系统的逻辑示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反,提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
此外,所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下,不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体,不一定必须与物理上独立的实体相对应。即,可以采用软件形式来实现这些功能实体,或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体,或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制节点装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程图仅是示例性说明,不是必须包括所有的内容和操作/步骤,也不是必须按所描述的顺序执行。例如,有的操作/步骤还可以分解,而有的操作/步骤可以合并或部分合并,因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
需要说明的是:在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
以下对本申请实施例的技术方案的实现细节进行详细阐述:
首先,需要说明的是,在现有技术中,异步电机的磁链观测方案中不仅仅存在着磁链幅值衰减或相位超前滞后的问题而导致的磁链观测不准确的问题,还存在由于纯积分器和定子电阻测量而引起的误差问题、电压模型观测器观测范围较窄的问题;再者还存在着因低速时反电动势不准确造成磁链观测不准确、电机起动困难影响的问题,下面通过本申请的详细实施例来一一解决上述所存在的种种问题。
首先,对电机的磁链观测原理进行说明:
电机的磁链观测分为定子磁链观测和转子磁链观测,在实际应用当中,主要是对转子磁链观测来进行分析,所以转子磁链参数的准确性要得到保证,电机才可以正确地根据整车控制器下发的指令来运行。在磁链观测中,分为α轴和β轴,α轴指的是下述本申请实施例中所述的第一轴和β轴指的是下述本申请实施例中所述的第二轴。
异步电机电压模型观测公式如下:
Lr为转子电感,Lm为励磁电感,Usα为α轴电压,Usβ为β轴电压,Rs为定子电阻,isα为α轴电流,isβ为β轴电流,δ为漏感系数,dt为时间间隔,Ls为定子电感,ψrα为转子磁场定向的α轴磁链,ψrβ为转子磁场定向的β轴磁链。
ψrα与ψrβ的值的获取存在积分操作,积分会受到初始值与直流偏置分量误差的影响,导致ψrα与ψrβ的不准确;其次,低速条件下,Usα与Usβ较小,与电阻分压值接近,误差较大,影响电机在低速运行时的磁链观测精度。
电压观测模型下,转子磁链为:
ψr=∫erdt (1)
转子磁链用Ψrα与Ψrβ表示:
ψr=ψrα+jψrβ (3)
利用复数表达转子磁链:
er为转子反电势,Us为电压矢量:Us=(Usα 2+Usβ 2)1/2,is为电流矢量:is=(isα 2+isβ 2)1/2。
上述公式(1)(2)(3)表达了转子磁链ψr与Ψrα、Ψrβ的关系,转子磁链ψr与实际电流、电压、电机参数之间的关系。
通过(4)可知,1/s表示积分,为了避免积分带入的初始值及直流偏量对转子磁链的影响,需抵消1/s积分项,现通过一个一阶高通滤波对其进行滤波处理,抵消积分带来的影响,高通滤波器的表达方式:
GHPF=s/(s+k1*we) (5)
通过高通滤波后的磁链如下:
对比(4)与(6)可以看出,虽然1/s的积分项被踢除掉了,但新获取的转子磁链与理论需求的磁链ψr大小不同,且存在磁链幅值衰减或相位超前滞后的问题。为了获取理论所需的磁链ψr,需对新获取的转子磁链/>进行低通相位滞后处理及幅值补偿。
根据本申请的一个方面,提供了一种电机控制方法。图1为根据本申请实施例示出的电机控制方法的流程图,该电机控制方法至少包括步骤110至步骤160,详细介绍如下:
在步骤110中,获取电机的特征参数。
具体地,电机可以具体为异步电机,在本申请的实施例中主要针对异步电机进行分析,异步电机的特征参数可以具体为电压参数、电流参数、电感参数等,特征参数可具体如下:
Lr为转子电感,Lm为励磁电感,Usα为α轴电压,Usβ为β轴电压,Rs为定子电阻,isα为α轴电流,isβ为β轴电流,δ为漏感系数,dt为时间间隔,Ls为定子电感,ψrα为转子磁场定向的α轴磁链,ψrβ为转子磁场定向的β轴磁链,Es为定子磁链的反电势参数。
在步骤120中,基于所述特征参数确定所述电机的定子磁链参数。
具体地,可通过特征参数来分析得到电机的定子磁链参数,首先定子磁链ψs与定子反电势Es之间的关系如下:
需要说明的是,s在复频域上的表示方式为jwe,通过上述公式(7)可以得到定子磁链参数ψs。
在本申请的一个实施例中,所述基于所述特征参数确定所述电机的定子磁链参数,包括:
基于所述特征参数获取所述电机的定子反电势参数和电机角速度;
基于所述定子反电势参数和所述电机角速度确定所述定子磁链参数。
具体地,定子反电势参数具体为上述公式(7)中的Es,电机角速度为we,j表示虚部参数,通过公式(7)可以得到对应的定子磁链参数ψs。
在步骤130中,基于所述定子磁链参数进行补偿处理,得到目标转子磁链参数。
在本申请的一个实施例中,所述基于所述定子磁链参数进行补偿处理,得到目标转子磁链参数,包括:
对所述定子磁链参数进行滤波处理,得到滤波后的初始定子磁链参数;
基于预设的第一截止频率系数、预设的第二截止频率系数和所述初始定子磁链参数确定所述电机的目标定子磁链参数;
基于所述目标定子磁链参数和所述特征参数确定所述目标转子磁链参数。
具体地,参见图2,图2为磁链补偿的流程图,反电势参数Es经过一阶高通与一阶低通滤波处理后,得到的初始定子磁链参数为ψs’,表达式如下:
预设的第一截止频率系数为K1、预设的第二截止频率系数为K2,由公式(7)和(8),可以得到目标定子磁链参数ψs与初始定子磁链参数ψs’之间的关系:
ψs=ψ′s(1-jK1)(1-jK2)/-jK2 (9)
而目标定子磁链参数可以划分为α轴和β轴的关系,得到定子磁场在α轴方向的参数ψsα和定子磁场在β轴方向的参ψsβ的大小:
将(10)式的虚部展开,有:
从时间坐标轴分析,可知ψ’sα与ψ’sβ为幅值相等,角度相差90度电角度的时间向量,则有:
将(12)带入(11)中有:
对定子磁场在α轴方向的参数ψsα和定子磁场在β轴方向的参ψsβ进行处理,得到转子磁场定向的Ψrα、Ψrβ:
具体地,通过改进型电压模型观测一方面避免了积分带来的初始值误差与直流偏置,另一方面对滤波后的相位与幅值进行了补偿,得到初步符合需求的电压模型观测器。也就是通过对定子磁链参数进行补偿处理,得到目标转子磁链参数,可以对滤波后的相位与幅值进行补偿,解决磁链幅值衰减或相位超前滞后的问题。
在本申请的一个实施例中,所述基于所述目标定子磁链参数和所述特征参数确定所述目标转子磁链参数,包括:
基于所述特征参数确定所述电机的电感参数和电流参数;
基于所述电感参数、预设的补偿系数和所述电流参数确定所述电机的转子磁链补偿参数;
基于所述转子磁链补偿参数和所述目标定子磁链参数确定所述目标转子磁链参数。
具体地,通过特征参数确定所述电机的电感参数和电流参数,通过得到的饿电感参数和电流参数可以需求转子定向磁链大小ψrf,具体可参照图5所示,图5为转子磁链的前馈补偿示意图。
在低速情况下,由于反电势较小,检测误差较大,为了解决该问题,增加磁链前馈处理,利用当前条件下,确定需求转子定向磁链大小ψrf,ψrf也可以划分α轴方向的磁链ψrαf和β轴方向的磁链ψrβf,为根据实际获取的控制角度θim,对其在α轴上与β轴上进行投影有:
ψrαf=ψrf*cos(θim)
ψrβf= ψrf* sin(θim) (15)
得到最终的转子磁场定向的α轴上与β轴磁链大小:
ψrαG=ψrαf+ψrα
ψrβG = ψrβf+ ψrβ (16)
通过上述的补偿及分析,得到了宽转速范围内准确的异步电机转子磁场定向的在α轴上ψrαG与β轴上ψrβG,由此可解决上述所说的电压模型观测器观测范围较窄的问题。
在步骤140中,基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的锁取角度。
在本申请的一个实施例中,所述基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的锁取角度,包括:
基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的第一轴转子磁链参数和第二轴转子磁链参数;
基于所述第一轴转子磁链参数和所述第二轴转子磁链参数作为锁相环输入,得到所述锁取角度。
具体地,电机的第一轴转子磁链参数为上述公式(16)中的ψrαG,第二轴转子磁链参数为上述公式(16)中的ψrβG。
在本申请的一个实施例中,所述基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的第一轴转子磁链参数和第二轴转子磁链参数,包括:
基于所述目标转子磁链参数获取所述电机的第一轴初始转子磁链参数和第二轴初始转子磁链参数;
根据所述特征参数确定所述电机的第一轴转子磁链补偿参数和第二轴转子磁链补偿参数;
根据所述第一轴初始转子磁链参数和所述第一轴转子磁链补偿参数确定所述第一轴转子磁链参数,以及根据所述第二轴初始转子磁链参数和所述第二轴转子磁链补偿参数确定所述第二轴转子磁链参数。
具体地,第一轴初始转子磁链参数为上述公式(16)中的ψrα,第二轴初始转子磁链参数为上述公式(16)中的ψrβ。第一轴转子磁链补偿参数为上述公式(15)中得出的ψrαf,第一轴转子磁链补偿参数为上述公式(15)中得出的ψrβf。
上述操作获取到了准确的异步电机转子磁场定向的在α轴上ψrαG与β轴上ψrβG(两者作为锁相环的输入),为了得到准确的异步电机控制角度,一般采取PLL锁相环进行角度的锁取。
在步骤150中,根据所述特征参数获取所述电机的当前控制角度。
具体地,当前控制角度可能存在误差,那么需要对当前控制角度进行线性反馈调节,通过不断调整电机的控制角度,来达到对应的目标控制角度,以使电机能够正确有效地运行。
在步骤160中,基于所述当前控制角度和所述锁取角度确定所述电机的控制角度。
在本申请的一个实施例中,所述基于所述当前控制角度和所述锁取角度确定所述电机的控制角度,包括:
基于所述当前控制角度和所述锁取角度确定所述电机的误差角度;
基于所述误差角度确定所述电机的目标电机角速度;
根据所述特征参数确定所述电机的控制周期;
基于所述目标电机角速度和所述控制周期确定所述控制角度。
现有的对电机控制角度的锁取如下:
当θ与接近的时候,存在近似关系有:
对Δθ进行PI调节有得到需求角速度Ws,有:
Ws=Kp*Δθ+∑Ki*Δθ (19)
对角速度Ws进行积分,得到异步电机所需控制角度θ,也就是上述所说的θim:
θim=∑Ws*Ts (20)
对于上述的锁相环操作,在锁存正确的角度时,会通过多个周期的控制才能锁存准确,导致异步电机控制的动态响应性不强,因此,本申请通过下述方式来进行电机控制角度的改进:
Wsdelay=Kp*Δθdelay+∑Ki*Δθdelay (21)
Ws=Kp*Δθ+∑Ki*Δθ (22)
θim=∑(Ws+Wsdelay)*Ts (23)
Wsdelay为上一周期计算出的电机角速度,θdelay为上一周期计算出的角度误差,Ts为控制周期时间。通过上一周期计算获取的Wsdelay,应用在当前周期的角度锁存计算中,相当于添加了个前馈角速度,有利于角度计算的快速锁定,大幅度提升异步电机控制的快速性、动态响应性。
通过上述得到的误差角度Δθ来得到对应的目标电机角速度Ws,从特征参数中获取得到电机的控制周期Ts,进而得到对应的控制角度θim。
进一步地,还可以通过间接模型观测来得到电机的初始控制角度θ1:
Wf = Rr * iq / (Lr * id) (24)
θ1 = ∑(W0 + Wf)* Ts (25)
Rr为转子电阻,Lr为转子电感,id为直轴电流,iq为交轴电流,W0旋变角速度,Wf为转差角速度。通过改进的电压模型观测得到θim,将该角度与dq间接模型观测的角度θ1进行比较,使θ1向θim靠拢:
θim = θ1 + Kp*(θima- θ1) + ∑Ki*(θima - θ1) (26)
其中,Kp为预设的比例系数,Ki为预设的积分系数,θima为上一周期的控制角度,通过式子(26)可以用另一种方式来快速调整电机的控制角度,具体参照图6所示,图6为锁相环系统改进流程图,使得电机在观测得到初始控制角度θ1之后,快速得到对应的控制角度θim。
最后,参照图7所示,图7为整个系统的流程示意图,通过输入的电流参数和电压参数可进行相位补偿,结合需求的磁链大小和电机的当前控制角度进行前馈补偿,得到对应的第一轴转子磁链参数和第二轴转子磁链参数作为锁相环的输入,得到锁取角度,最后结合锁取角度得到对应的目标角速度和控制角度θim。
综上所述,通过本申请实施例的改进方法解决了磁链幅值衰减或相位超前滞后的问题,磁链观测不准确的问题,由于纯积分器和定子电阻测量而引起的误差问题、电压模型观测器观测范围较窄的问题;再者还存在着因低速时反电动势不准确造成磁链观测不准确、电机起动困难影响的问题等,提升电压模型观测控制角度的精度,拓宽了电压模型观测的速度应用范围,提高电压模型观测动态速度,异步电机控制的控制精度提高,动态响应加快,还提高了电机的控制角度的准确性,确保电机有效并正确地运行。
图3为根据本申请实施例示出的一种电机控制装置300的框图,根据本申请的一个实施例的电机控制装置300,所述装置300包括:第一获取单元301、第一确定单元302、补偿单元303、第二确定单元304、第二获取单元305、第三确定单元306。
第一获取单元301,用于获取电机的特征参数。
第一确定单元302,用于基于所述特征参数确定所述电机的定子磁链参数。
补偿单元303,用于基于所述定子磁链参数进行补偿处理,得到目标转子磁链参数。
第二确定单元304,用于基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的锁取角度。
第二获取单元305,用于根据所述特征参数获取所述电机的当前控制角度。
第三确定单元306,用于基于所述当前控制角度和所述锁取角度确定所述电机的控制角度。
在本申请的一个实施例中,所述第一确定单元单元配置为:基于所述特征参数获取所述电机的定子反电势参数和电机角速度;基于所述定子反电势参数和所述电机角速度确定所述定子磁链参数。
在本申请的一个实施例中,所述补偿单元配置为:对所述定子磁链参数进行滤波处理,得到滤波后的初始定子磁链参数;基于预设的第一截止频率系数、预设的第二截止频率系数和所述初始定子磁链参数确定所述电机的目标定子磁链参数;基于所述目标定子磁链参数和所述特征参数确定所述目标转子磁链参数。
在本申请的一个实施例中,所述补偿单元配置为:基于所述特征参数确定所述电机的电感参数和电流参数;基于所述电感参数、预设的补偿系数和所述电流参数确定所述电机的转子磁链补偿参数;基于所述转子磁链补偿参数和所述目标定子磁链参数确定所述目标转子磁链参数。
在本申请的一个实施例中,所述第二确定单元配置为:基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的第一轴转子磁链参数和第二轴转子磁链参数;基于所述第一轴转子磁链参数和所述第二轴转子磁链参数作为锁相环输入,得到所述锁取角度。
在本申请的一个实施例中,所述第二确定单元配置为:基于所述目标转子磁链参数获取所述电机的第一轴初始转子磁链参数和第二轴初始转子磁链参数;
根据所述特征参数确定所述电机的第一轴转子磁链补偿参数和第二轴转子磁链补偿参数;
根据所述第一轴初始转子磁链参数和所述第一轴转子磁链补偿参数确定所述第一轴转子磁链参数,以及根据所述第二轴初始转子磁链参数和所述第二轴转子磁链补偿参数确定所述第二轴转子磁链参数。
在本申请的一个实施例中,所述第三确定单元配置为:基于所述当前控制角度和所述锁取角度确定所述电机的误差角度;基于所述误差角度确定所述电机的目标电机角速度;根据所述特征参数确定所述电机的控制周期;基于所述目标电机角速度和所述控制周期确定所述控制角度。
作为另一方面,本申请还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有能够实现本说明书上述所提供的方法的程序产品。在一些可能的实施方式中,本申请的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式,其包括程序代码,当所述程序产品在终端设备上运行时,所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“实施例方法”部分中描述的根据本申请各种示例性实施方式的步骤。
根据本申请的实施方式的用于实现上述方法的程序产品,其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码,并可以在终端设备,例如个人电脑上运行。然而,本申请的程序产品不限于此,在本文件中,可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质,该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请操作的程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中,远程计算设备可以通过任意种类的网络,包括局域网(LAN)或广域网(WAN),连接到用户计算设备,或者,可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
作为另一方面,本申请还提供了一种能够实现上述方法的电子设备。
所属技术领域的技术人员能够理解,本申请的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此,本申请的各个方面可以具体实现为以下形式,即:完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等),或硬件和软件方面结合的实施方式,这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。
下面参照图4来描述根据本申请的这种实施方式的电子设备400。图4显示的电子设备400仅仅是一个示例,不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示,电子设备400以通用计算设备的形式表现。电子设备400的组件可以包括但不限于:上述至少一个处理单元410、上述至少一个存储单元420、连接不同系统组件(包括存储单元420和处理单元410)的总线430。
其中,所述存储单元存储有程序代码,所述程序代码可以被所述处理单元410执行,使得所述处理单元410执行本说明书上述“实施例方法”部分中描述的根据本申请各种示例性实施方式的步骤。
存储单元420可以包括易失性存储单元形式的可读介质,例如随机存取存储单元(RAM)421和/或高速缓存存储单元422,还可以进一步包括只读存储单元(ROM)423。
存储单元420还可以包括具有一组(至少一个)程序模块425的程序/实用工具424,这样的程序模块425包括但不限于:操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线430可以为表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储单元总线或者存储单元控制节点、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备400也可以与一个或多个外部设备1200(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备400交互的设备通信,和/或与使得该电子设备400能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口450进行。并且,电子设备400还可以通过网络适配器460与一个或者多个网络(例如局域网(LAN),广域网(WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图所示,网络适配器460通过总线430与电子设备400的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合电子设备400使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员易于理解,这里描述的示例实施方式可以通过软件实现,也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此,根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM,U盘,移动硬盘等)中或网络上,包括如果干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本申请实施方式的方法。
此外,上述附图仅是根据本申请示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明,而不是限制目的。易于理解,上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外,也易于理解,这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围执行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种电机控制方法,其特征在于,所述方法包括:
获取电机的特征参数;
基于所述特征参数确定所述电机的定子磁链参数;
基于所述定子磁链参数进行补偿处理,得到目标转子磁链参数;
基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的锁取角度;
根据所述特征参数获取所述电机的当前控制角度;
基于所述当前控制角度和所述锁取角度确定所述电机的控制角度。
2.根据权利要求1所述的电机控制方法,其特征在于,所述基于所述特征参数确定所述电机的定子磁链参数,包括:
基于所述特征参数获取所述电机的定子反电势参数和电机角速度;
基于所述定子反电势参数和所述电机角速度确定所述定子磁链参数。
3.根据权利要求2所述的电机控制方法,其特征在于,所述基于所述定子磁链参数进行补偿处理,得到目标转子磁链参数,包括:
对所述定子磁链参数进行滤波处理,得到滤波后的初始定子磁链参数;
基于预设的第一截止频率系数、预设的第二截止频率系数和所述初始定子磁链参数确定所述电机的目标定子磁链参数;
基于所述目标定子磁链参数和所述特征参数确定所述目标转子磁链参数。
4.根据权利要求3所述的电机控制方法,其特征在于,所述基于所述目标定子磁链参数和所述特征参数确定所述目标转子磁链参数,包括:
基于所述特征参数确定所述电机的电感参数和电流参数;
基于所述电感参数、预设的补偿系数和所述电流参数确定所述电机的转子磁链补偿参数;
基于所述转子磁链补偿参数和所述目标定子磁链参数确定所述目标转子磁链参数。
5.根据权利要求1所述的电机控制方法,其特征在于,所述基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的锁取角度,包括:
基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的第一轴转子磁链参数和第二轴转子磁链参数;
基于所述第一轴转子磁链参数和所述第二轴转子磁链参数作为锁相环输入,得到所述锁取角度。
6.根据权利要求5所述的电机控制方法,其特征在于,所述基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的第一轴转子磁链参数和第二轴转子磁链参数,包括:
基于所述目标转子磁链参数获取所述电机的第一轴初始转子磁链参数和第二轴初始转子磁链参数;
根据所述特征参数确定所述电机的第一轴转子磁链补偿参数和第二轴转子磁链补偿参数;
根据所述第一轴初始转子磁链参数和所述第一轴转子磁链补偿参数确定所述第一轴转子磁链参数,以及根据所述第二轴初始转子磁链参数和所述第二轴转子磁链补偿参数确定所述第二轴转子磁链参数。
7.根据权利要求1所述的电机控制方法,其特征在于,所述基于所述当前控制角度和所述锁取角度确定所述电机的控制角度,包括:
基于所述当前控制角度和所述锁取角度确定所述电机的误差角度;
基于所述误差角度确定所述电机的目标电机角速度;
根据所述特征参数确定所述电机的控制周期;
基于所述目标电机角速度和所述控制周期确定所述控制角度。
8.一种电机控制装置,其特征在于,所述装置包括:
第一获取单元,用于获取电机的特征参数;
第一确定单元,用于基于所述特征参数确定所述电机的定子磁链参数;
补偿单元,用于基于所述定子磁链参数进行补偿处理,得到目标转子磁链参数;
第二确定单元,用于基于所述目标转子磁链参数确定所述电机的锁取角度;
第二获取单元,用于根据所述特征参数获取所述电机的当前控制角度;
第三确定单元,用于基于所述当前控制角度和所述锁取角度确定所述电机的控制角度。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码,所述至少一条程序代码由处理器加载并执行以实现如权利要求1至7任一项所述的方法所执行的操作。
10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器,所述一个或多个存储器中存储有至少一条程序代码,所述至少一条程序代码由所述一个或多个处理器加载并执行以实现如权利要求1至7任一项所述的方法所执行的操作。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311639136.2A CN117713628A (zh) | 2023-11-30 | 2023-11-30 | 一种电机控制方法、装置、介质、电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311639136.2A CN117713628A (zh) | 2023-11-30 | 2023-11-30 | 一种电机控制方法、装置、介质、电子设备 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117713628A true CN117713628A (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=90145285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311639136.2A Pending CN117713628A (zh) | 2023-11-30 | 2023-11-30 | 一种电机控制方法、装置、介质、电子设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117713628A (zh) |
-
2023
- 2023-11-30 CN CN202311639136.2A patent/CN117713628A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4502734B2 (ja) | 電動機の回転位置検出装置の原点オフセット量算出方法およびこの算出方法を用いた電動機制御装置 | |
WO2012133799A1 (ja) | 電動機の脈動抑制装置および電動機の脈動抑制方法 | |
CN107809191B (zh) | 一种同步电机无速度传感器的角度观测方法 | |
JP2012042411A (ja) | センサ誤差補正装置、センサ誤差補正方法、及びセンサ誤差補正用プログラム | |
CN116232154A (zh) | 基于复矢量离散滤波器的电机参数估计及控制方法和系统 | |
CN115149867A (zh) | 一种永磁同步电机无位置传感器控制方法及装置 | |
CN113691182B (zh) | 永磁同步电机的电阻辨识方法、系统、介质及终端 | |
JP6851544B2 (ja) | 誘導モータの動作を制御するモータ駆動装置及び方法 | |
CN113364380A (zh) | 一种电机参数确定方法及装置 | |
CN117713628A (zh) | 一种电机控制方法、装置、介质、电子设备 | |
CN111245304B (zh) | 补偿方法、补偿装置、电机和存储介质 | |
Solodkiy et al. | Induction motor sensorless vector control with an adaptive speed observer and direct electrical angle correction in coordinate transformations | |
CN110829929A (zh) | 电机静止初始角定位方法、装置及电机设备 | |
CN107543640B (zh) | 电机力矩测量方法及装置 | |
CN113078865B (zh) | 内置式永磁同步电机无传感器控制方法 | |
CN114337431B (zh) | 永磁同步电机磁链辨识方法、系统、介质及终端 | |
CN113131818B (zh) | 一种霍尔传感器安装误差辨识方法、装置及电机控制系统 | |
CN114337433B (zh) | 永磁同步电机磁链辨识方法、系统、介质及终端 | |
CN112269127A (zh) | 用于三相逆变器、马达和驱动设计的dq0和反dq0变换 | |
CN115494722B (zh) | 模型参考自适应方法、装置、电子设备及存储介质 | |
CN114977941B (zh) | 一种交流伺服系统惯量识别方法、装置及介质 | |
CN114204865B (zh) | 永磁同步发电机电角速度的估计方法及设备 | |
CN111934592B (zh) | 一种感应电机磁链观测方法 | |
CN116365950A (zh) | 一种无低通滤波的pmsm高频注入转子位置估计法 | |
CN114204866A (zh) | 一种永磁同步电机的转子速度和位置确定方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |