DE102019116666A1

DE102019116666A1 - Parameterlernen für antriebe mit permanentmagnet-synchronmotoren

Info

Publication number: DE102019116666A1
Application number: DE102019116666.7A
Authority: DE
Inventors: Nicholas E. Gizinski; Prerit Pramod; Julie A. Kleinau
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2018-06-20
Filing date: 2019-06-19
Publication date: 2019-12-24
Also published as: CN110620540B; US11404984B2; US20190393818A1; CN110620540A

Abstract

Es werden technische Lösungen zum Schätzen von Maschinenparametern eines PMSM-Antriebs (Antriebs mit Permanentmagnet-Synchronmotoren) beschrieben. Ein exemplarisches Verfahren beinhaltet das Bestimmen eines Bereichs zum Schätzen eines Maschinenparameters basierend auf einem Motordrehzahlwert und einem Motorstromwert. Das Verfahren beinhaltet ferner, als Reaktion darauf, dass der Wert der Motordrehzahl und den Wert des Motorstroms sich in dem Bereich befinden, das Schätzen eines Fehlers in einem geschätzten Spannungsbefehl und das Schätzen des Maschinenparameters unter Verwendung des Fehlers in dem geschätzten Spannungsbefehl.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Anwendung bezieht sich im Allgemeinen auf Antriebe mit Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM-Antriebe) und insbesondere auf solche, die in Systemen wie elektrischen Servolenkungssystemen (EPS-Systemen) verwendet werden.
Typischerweise verwenden Bewegungssteuerungssysteme, wie beispielsweise eine EPS, elektrische Antriebssysteme, um Drehmoment zu erzeugen. So wird beispielsweise bei der EPS der elektrische Antrieb verwendet, um einen Fahrer beim Lenken eines Fahrzeugs zu unterstützen. In einem oder mehreren Beispielen verwenden elektrische Antriebssysteme drehmomentgesteuerte PMSMs, um dem Fahrer das Unterstützungsdrehmoment zur Verfügung zu stellen. Die Drehmomentsteuerung von PMSMs erfolgt indirekt durch Regelung von Motorströmen. Die Stromregelung der Motorströme erfolgt über eine Steuerungsarchitektur mit Rückkopplung von gemessenen Strömen im synchron rotierenden Bezugsrahmen unter Verwendung der Theorie der Feldorientierten Steuerung (FOC-Theorie). Die Rückkopplungssteuerung weist im Allgemeinen eine gute stationäre Nachführungs-Leistung, ein dynamisches Verhalten, eine hohe Bandbreite und eine zufriedenstellende Störunterdrückung auf, und deshalb ist die Rückkopplungsstromregelung die am weitesten verbreitete Technik in der Industrie zur Steuerung von mehrphasigen Wechselstrommaschinen.
Schätzungen von Maschinenparametern, wie z.B. der Gegen-EMK-Konstante und des Motorschaltungswiderstands, werden zum Bestimmen der optimalen Strombefehle verwendet, wenn ein Drehmomentbefehl, eine Maschinendrehzahl und eine Zwischenkreisspannung gegeben sind. Darüber hinaus werden in mehreren Fällen die Stromregler-Verstärkungen als direkte Funktion der geschätzten Maschinenparameter vorgesehen, um zufriedenstellende dynamische Ansprechverhaltensweisen des Motordrehmomentsteuerungs- und Stromregelsystems zu erhalten. Maschinenparameter werden innerhalb des Motorsteuerungssystems auch für verschiedene andere Funktionen wie Signalbeobachter, Stabilitätsverbesserungsfunktionen usw. verwendet. Die Maschinenparameter variieren stark im gesamten Betriebsbereich des PMSM-Antriebssystems sowie über die Lebensdauer des EPS-Systems.
ZUSAMMENFASSUNG
Es werden technische Lösungen zum Schätzen von Maschinenparametern eines PMSM-Antriebs (Antriebs mit Permanentmagnet-Synchronmotoren) beschrieben. Ein exemplarisches Verfahren beinhaltet das Bestimmen eines Bereichs zum Schätzen eines Maschinenparameters basierend auf einem Motordrehzahlwert und einem Motorstromwert. Das Verfahren beinhaltet ferner, als Reaktion darauf, dass sich der Wert der Motordrehzahl und der Wert des Motorstroms in dem Bereich befinden, das Schätzen eines Fehlers im geschätzten Spannungsbefehl und das Schätzen des Maschinenparameters unter Verwendung des Fehlers im geschätzten Spannungsbefehl.
Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet ein System einen Motor, ein Motorsteuerungssystem, das den Motor unter Verwendung einer Rückkopplungssteuerung betreibt, und ein Maschinenparameter-Lernsystem, das einen Maschinenparameter des Motorsteuerungssystems schätzt. Das Schätzen des Maschinenparameters beinhaltet das Bestimmen eines Bereichs zum Schätzen eines Maschinenparameters basierend auf einem Motordrehzahlwert und einem Motorstromwert. Das Schätzen beinhaltet ferner, als Reaktion darauf, dass sich der Motordrehzahlwert und der Motorstromwert in dem Bereich befinden, das Schätzen eines Fehlers im geschätzten Spannungsbefehl und das Schätzen des Maschinenparameters unter Verwendung des Fehlers im geschätzten Spannungsbefehl.
Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet ein Lenkungssystem einen Antrieb mit Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM-Antrieb) und einen Strombefehlsgenerator, der einen Motorstrombefehl für den PMSM-Antrieb entsprechend einem Eingangsdrehmomentbefehl erzeugt. Das Lenkungssystem beinhaltet ferner ein Parameter-Lernsystem, das einen Maschinenparameter des PMSM-Antriebs schätzt. Das Schätzen des Maschinenparameters beinhaltet das Bestimmen eines Bereichs zum Schätzen eines Maschinenparameters basierend auf einem Motordrehzahlwert und einem Motorstromwert. Das Schätzen beinhaltet ferner, als Reaktion darauf, dass sich der Motordrehzahlwert und der Motorstromwert in dem Bereich befinden, das Schätzen eines Fehlers im geschätzten Spannungsbefehl und das Schätzen des Maschinenparameters unter Verwendung des Fehlers im geschätzten Spannungsbefehl.
Diese und andere Vorteile und Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen ersichtlich.
Figurenliste
Der Gegenstand, der als Erfindung angesehen wird, wird speziell offengelegt und in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung separat beansprucht. Das Vorstehende und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den dazugehörigen Zeichnungen, in denen:

1 eine exemplarische Ausführungsform einer elektrischen Servolenkung gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ist;
2 ein Blockdiagramm einer Motorsteuerung mit Online-Parameterlernen gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt;
3 eine visuelle Darstellung in der Drehmoment/Drehzahlebene des Bereichs für Lernparameter bereitstellt;
4A und 4B ein Flussdiagramm für beispielhafte Verfahren zum Bestimmen von Bereichen zum Lernen/Schätzen der Maschinenparameter gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellen;
5 ein Blockdiagramm eines Parameter-Lernmoduls gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt; und
6 ein Blockdiagramm eines Betriebsablaufs zum Schätzen oder Lernen eines Maschinenparameters gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Wie hierin verwendet, beziehen sich die Begriffe Modul und Teilmodul auf eine oder mehrere Verarbeitungsschaltungen, wie beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) mit Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Wie zu erkennen ist, können die nachfolgend beschriebenen Teilmodule kombiniert und/oder weiter unterteilt werden.
Es ist zu beachten, dass die verschiedenen hierin beschriebenen technischen Merkmale Verbesserungen für Motorsteuerungssysteme ermöglichen. Die Beschreibung hierin verwendet als Beispiel ein elektrisches Servolenkungssystem (EPS-System), das ein Motorsteuerungssystem verwendet, das durch Verwenden und/oder Implementieren der verschiedenen hierin beschriebenen technischen Merkmale verbessert wird. Die hierin beschriebenen technischen Lösungen beschränken sich jedoch nicht auf elektrische Servolenkungssysteme, sondern sind vielmehr in Motorsteuerungssystemen anwendbar, die in jedem anderen System verwendet werden, wie beispielsweise in einem Industriemotor, einer biomechanischen Vorrichtung, einem automatisierten Fahrassistenzsystem oder jeder anderen elektrischen Maschine, die ein Motorsteuerungssystem verwendet.
Unter Bezugnahme nun auf die Figuren, in denen die technischen Lösungen in Bezug auf spezielle Ausführungsformen beschrieben werden, ohne diese einzuschränken, ist 1 eine exemplarische Ausführungsform eines elektrischen Servolenkungssystems (EPS) 40, das für die Umsetzung der offenbarten Ausführungsformen geeignet ist. Der Lenkungsmechanismus 36 ist ein Zahnstangen- und Ritzelsystem und beinhaltet eine Zahnstange (nicht dargestellt) in einem Gehäuse 50 und ein Ritzel (auch nicht dargestellt) unter einem Getriebegehäuse 52. Während die Bedienereingabe, im Folgenden als Lenkrad 26 (z.B. Handrad o.ä.) bezeichnet, gedreht wird, dreht sich die obere Lenkwelle 29, und die untere Lenkwelle 51, die über ein Kreuzgelenk 34 mit der oberen Lenkwelle 29 verbunden ist, dreht das Ritzel. Die Drehung des Ritzels bewegt die Zahnstange, die Spurstangen 38 (nur eine ist dargestellt) bewegt, welche wiederum die Achsschenkel 39 (nur einer ist dargestellt) bewegen, die ein oder mehrere lenkbare Räder 44 (nur eines ist dargestellt) drehen bzw. einschlagen.
Die Unterstützung der elektrischen Servolenkung wird durch die allgemein durch Bezugszeichen 24 bezeichnete Steuervorrichtung bereitgestellt und beinhaltet den Controller 16 und eine elektrische Maschine 19, die einen Permanentmagnet-Synchronmotor beinhaltet und im Folgenden als Motor 19 bezeichnet wird. Der Controller 16 wird von dem Bordnetz 10 über eine Leitung 12 mit Strom versorgt. Der Controller 16 empfängt ein für die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentatives Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 14 von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17. Der Lenkwinkel wird durch einen Positionssensor 32 gemessen, der ein Sensor mit optischer Codierung, ein Sensor mit variablem Widerstand oder ein anderer geeigneter Typ von Positionssensor sein kann, und der an den Controller 16 ein Positionssignal 20 liefert. Die Motordrehzahl kann mit einem Drehzahlmesser oder einer anderen Vorrichtung gemessen und als Motordrehzahlsignal 21 an der Controller 16 übertragen werden. Eine als ω_m bezeichnete Motordrehzahl kann gemessen, berechnet oder durch eine Kombination daraus bestimmt werden. So kann beispielsweise die Motordrehzahl ω_m , als die Änderung der Motorposition θ, gemessen von einem Positionssensor 32, über ein vorgegebenes Zeitintervall berechnet werden. Die Motordrehzahl ω_m kann beispielsweise als Ableitung der Motorposition θ aus der Gleichung $ω_{m} = \frac{Δ θ}{Δ t}$
bestimmt werden, wobei Δt die Abtastzeit und Δθ die Positionsänderung während des Abtastintervalls ist. Alternativ kann die Motordrehzahl aus der Motorposition als zeitliche Rate der Positionsänderung abgeleitet werden. Es ist festzustellen, dass es zahlreiche bekannte Methoden gibt, um die Funktion einer Ableitung auszuführen.
Während das Lenkrad 26 gedreht wird, erfasst ein Drehmomentsensor 28 das vom Fahrzeugführer auf das Lenkrad 26 ausgeübte Drehmoment. Der Drehmomentsensor 28 kann einen Torsionsstab (nicht dargestellt) und einen Sensor mit variablem Widerstand (auch nicht dargestellt) beinhalten, der ein variables Drehmomentsignal 18 an den Controller 16 in Abhängigkeit von der Verdrehung des Torsionsstabes ausgibt. Obwohl es sich hierbei um eine Art von Drehmomentsensor handelt, genügt jede andere geeignete Drehmomentsensorvorrichtung, die mit bekannten Signalverarbeitungstechniken verwendet wird. Als Reaktion auf die verschiedenen Eingaben sendet der Controller einen Befehl 22 an den Elektromotor 19, der über eine Schnecke 47 und ein Schneckenrad 48 die Drehmomentunterstützung für das Lenkungssystem bereitstellt und eine Drehmomentunterstützung für die Fahrzeuglenkung bereitstellt.
Es ist zu beachten, dass die offenbarten Ausführungsformen zwar unter Bezugnahme auf die Motorsteuerung für elektrische Lenkungsanwendungen beschrieben werden, es jedoch festzustellen ist, dass diese Bezugnahmen nur veranschaulichend sind und die offenbarten Ausführungsformen auf jede Motorsteuerungsanwendung angewendet werden können, die einen Elektromotor verwendet, z.B. Lenkung, Ventilsteuerung und dergleichen. Darüber hinaus können die hierin enthaltenen Bezugnahmen und Beschreibungen für viele Formen von Parametersensoren gelten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Drehmoment, Position, Drehzahl und dergleichen. Es sei auch darauf hingewiesen, dass hierin auf elektrische Maschinen Bezug genommen wird, die ohne Einschränkung Motoren umfassen, wobei im Folgenden aus Gründen der Kürze und Einfachheit ohne Einschränkung nur auf Motoren Bezug genommen wird.
In dem dargestellten Steuerungssystem 24 verwendet der Controller 16 das Drehmoment, die Position, die Drehzahl und dergleichen, um einen oder mehrere Befehle zu berechnen, um die erforderliche Ausgangsleistung zu liefern. Der Controller 16 ist in Verbindung mit den verschiedenen Systemen und Sensoren des Motorsteuerungssystems angeordnet. Der Controller 16 empfängt Signale von jedem der Systemsensoren, quantifiziert die empfangenen Informationen und stellt daraufhin ein oder mehrere Ausgangsbefehlssignale bereit, in diesem Fall beispielsweise an den Motor 19. Der Controller 16 ist konfiguriert, um die entsprechende(n) Spannung(en) aus einem Wechselrichter (nicht dargestellt) zu entwickeln, der optional in den Controller 16 integriert sein kann und hierin als Controller 16 bezeichnet wird, so dass beim Anlegen an den Motor 19 das gewünschte Drehmoment oder die gewünschte Position erzeugt wird. In einem oder mehreren Beispielen arbeitet die Steuerung 24 in einem Rückkopplungs-Steuerungsmodus als Stromregler, um den Befehl 22 zu erzeugen. Alternativ arbeitet die Steuerung 24 in einem oder mehreren Beispielen in einem Vorsteuerungsmodus, um den Befehl 22 zu erzeugen. Da sich diese Spannungen auf die Position und Drehzahl des Motors 19 und das gewünschte Drehmoment beziehen, werden die Position und/oder Drehzahl des Rotors und das von einem Bediener aufgebrachte Drehmoment bestimmt. Ein Positionscodierer ist mit der Lenkwelle 51 verbunden, um die Winkelposition θ zu erfassen. Der Codierer kann die Drehposition basierend auf optischer Erkennung, Magnetfeldänderungen oder anderen Verfahren erfassen. Typische Positionssensoren beinhalten Potentiometer, Resolver, Synchros, Codierer und dergleichen sowie Kombinationen, die mindestens eine der vorgenannten Komponenten umfassen. Der Positionscodierer gibt ein Positionssignal 20 aus, das die Winkelposition der Lenkwelle 51 und damit die des Motors 19 anzeigt.
Das gewünschte Drehmoment kann durch einen oder mehrere Drehmomentsensoren 28 bestimmt werden, die Drehmomentsignale 18 übertragen, die ein aufgebrachtes Drehmoment anzeigen. Eine oder mehrere exemplarische Ausführungsformen beinhalten einen solchen Drehmomentsensor 28 und das/die Drehmomentsignal(e) 18 davon, die auf einen nachgiebigen Torsionsstab, T-Stab, eine Feder oder eine ähnliche Vorrichtung (nicht dargestellt) reagieren können, die konfiguriert ist, um eine Reaktion bereitzustellen, die das aufgebrachte Drehmoment anzeigt.
In einem oder mehreren Beispielen sind ein oder mehrere Temperatursensoren 23 an der elektrischen Maschine 19 angeordnet. Vorzugsweise ist der Temperatursensor 23 konfiguriert, um die Temperatur des Sensorabschnitts des Motors 19 direkt zu messen. Der Temperatursensor 23 sendet ein Temperatursignal 25 an den Controller 16, um die hierin vorgegebene Verarbeitung und Kompensation zu ermöglichen. Typische Temperatursensoren beinhalten Thermoelemente, Thermistoren, Thermostate und dergleichen sowie Kombinationen, die mindestens einen der vorgenannten Sensoren umfassen, die bei geeigneter Platzierung ein kalibrierbares Signal proportional zur jeweiligen Temperatur liefern.
Das Positionssignal 20, das Drehzahlsignal 21 und ein oder mehrere Drehmomentsignale 18 werden neben weiteren an den Controller 16 angelegt. Der Controller 16 verarbeitet alle Eingangssignale, um Werte zu erzeugen, die jedem der Signale entsprechen, was dazu führt, dass ein Rotorpositionswert, ein Motordrehzahlwert und ein Drehmomentwert für die Verarbeitung in den hierin beschriebenen Algorithmen zur Verfügung stehen. Messsignale, wie die oben genannten, werden im Allgemeinen auch linearisiert, kompensiert und nach Belieben gefiltert, um die Eigenschaften zu verbessern oder unerwünschte Eigenschaften des erfassten Signals zu beseitigen. So können beispielsweise die Signale linearisiert werden, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu verbessern oder um einen großen Dynamikbereich des Signals zu erreichen. Darüber hinaus kann eine frequenz- oder zeitabhängige Kompensation und Filterung eingesetzt werden, um Rauschen zu eliminieren oder unerwünschte spektrale Eigenschaften zu vermeiden.
Um die beschriebenen Funktionen und die gewünschte Verarbeitung sowie die damit verbundenen Berechnungen (z.B. die Identifizierung von Motorparametern, Regelalgorithmen und dergleichen) durchzuführen, kann der Controller 16 einen oder mehrere Prozessoren, Computer, DSP(s), Arbeitsspeicher, Massenspeicher, Register, Zeitgeber, Interrupt(s), Kommunikationsschnittstelle(n), Ein-/Ausgabesignalschnittstellen und dergleichen sowie Kombinationen aus mindestens einer der vorgenannten Komponenten beinhalten. So kann beispielsweise der Controller 16 eine Eingangssignalverarbeitung und -filterung beinhalten, um eine genaue Abtastung und Umwandlung oder Erfassung solcher Signale von Kommunikationsschnittstellen zu ermöglichen. Zusätzliche Merkmale des Controllers 16 und bestimmte Prozesse darin werden zu einem späteren Zeitpunkt hierin ausführlich erläutert.
Wie bereits erwähnt, ist die Schätzung von Maschinenparametern, wie z.B. der Gegen-EMK-Konstante und des Motorschaltungswiderstands, entscheidend für den Betrieb der Drehmomentsteuerung und Stromregelung von PMSMs. Parameterschätzungen werden zum Bestimmen der optimalen Strombefehle bei einem Drehmomentbefehl, einer Maschinendrehzahl und einer Zwischenkreisspannung verwendet. Darüber hinaus werden in mehreren Fällen die Stromregler-Verstärkungen als direkte Funktion der geschätzten Maschinenparameter vorgesehen, um zufriedenstellende dynamische Ansprechverhaltensweisen des Motordrehmomentsteuerungs- und Stromregelsystems zu erhalten. Maschinenparameter werden innerhalb des Motorsteuerungssystems auch für verschiedene andere Funktionen wie Signalbeobachter, Stabilitätsverbesserungsfunktionen usw. verwendet. Die Maschinenparameter variieren stark im gesamten Betriebsbereich des PMSM-Antriebssystems sowie über die Lebensdauer des EPS-Systems. Daher ist die genaue Schätzung der Maschinenparameter entscheidend für das optimale Funktionieren des PMSM-Antriebssystems.
Typischerweise werden Maschinenparameter unter Verwendung eines Vorsteuerungs-Ansatzes geschätzt, bei dem ein Modell der Parametervariation verwendet wird. Insbesondere werden die Gegen-EMK- oder Drehmomentkonstante der Maschine und der Motorschaltungswiderstand mit Hilfe von Temperaturschwankungsmodellen mit geschätzten Temperaturen des Magneten, der Wicklung und der Wechselrichterschalter geschätzt. Weiterhin wird ein magnetisches Sättigungsmodell verwendet, um die Änderung der Stärke des Magneten bei Lastschwankungen zu berücksichtigen.
Die hierin beschriebenen technischen Lösungen bieten Techniken zum Online-Lernen der PMSM-Parameter während eines Stromregelbetriebs und sprechen damit die technische Herausforderung an, die PMSM-Parameter während der Rückkopplungsregelung zu schätzen. In einem oder mehreren Beispielen schätzen die hierin beschriebenen technischen Lösungen die PMSM-Parameter, indem sie den/die endgültigen und geschätzten Spannungsbefehl(e) als Eingänge für verschiedene Lernalgorithmen verwenden, um die Maschinenparameter, insbesondere die Gegen-EMK-Konstante und den Motorschaltungswiderstand, zu schätzen.
2 stellt ein Blockdiagramm eines Motorsteuerungssystems mit Online-Parameterlernen gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dar. Das System 100 beinhaltet ein Drehmomentsteuerungssystem 110 für den PMSM 19. Das Drehmomentsteuerungssystem 110 kann auch als Stromregelungssystem des PMSM 19 bezeichnet werden. Das Drehmomentsteuerungssystem 110 empfängt Motorparameterschätzungen von einem Parameterschätzsystem 120. Das Drehmomentsteuerungssystem 110 empfängt weiterhin ein gewünschtes Ausgangsdrehmoment, das vom PMSM 19 erzeugt werden soll. Das Drehmomentsteuerungssystem 110 kann einen Vorsteuerungs-Parameterschätzer 130 beinhalten, der einen oder mehrere Betriebsparameter, wie beispielsweise den Maschinenwiderstand (R̃), die Gegen-EMK-Konstante (K̃_e ), die Maschineninduktivität in der d-Achse (L̃_d ) und die Maschineninduktivität in der q-Achse (L̃_q ) schätzt. In einem oder mehreren Beispielen kann die Schätzung auf einer Temperatur (θ) der Maschine basieren, wobei die Temperatur mit einem Sensor gemessen wird oder ein Schätzwert ist. Das Drehmomentsteuerungssystem 110 beinhaltet ferner einen Stromreferenzgenerator 135, der Stromreferenzen bestimmt, die als Eingang an einen Stromregler 140 gesendet werden. Der Stromreferenzgenerator 135 berechnet Motorstromreferenzen $(I_{q}^{*}, I_{d}^{*}),$
um das gewünschte elektrische Drehmoment des Motors unter Einhaltung der Spannungsbegrenzung zu erzeugen. Die Motorstromreferenzen werden von einem Spannungsberechnungsmodul 145 verwendet, um geschätzte Spannungswerte (Ṽ_q und Ṽ_d ) zu berechnen, die an das Parameterschätzsystem 120 weitergeleitet werden. In einem oder mehreren Beispielen sind die berechneten Spannungswerte Vorsteuerungsspannungs-Befehlswerte.
Der Stromreferenzgenerator 135 empfängt als Eingang die Betriebsbedingungen einschließlich Motordrehzahl (ω_m ), Zwischenkreisspannung (V_ecu ) und Drehmomentbefehl (T_c ) sowie den Ausgang des Vorsteuerungs-Parameterschätzers 130. Der Vorsteuerungs-Parameterschätzer approximiert die Maschinenparameter (K̃_e , R̃, L̃_q , L̃_d ) unter Verwendung eines Parametervariationsmodells mit Temperatur und magnetischer Sättigung (in bestimmten Fällen einschließlich eines Temperaturmodells zur Vorhersage von Bauteiltemperaturen) und vordefinierter Kalibrierungen. Die folgenden stationären Maschinengleichungen werden verwendet, um die Stromreferenzen (Befehle) zu bestimmen, die an den Stromregler 140 gesendet werden, wobei m eine Vorsteuerungsschätzung des Modulationsindex ist. $T_{c} = c {\tilde{K}}_{e} I_{q}^{*} + c_{r} N_{p} ({\tilde{L}}_{q} - {\tilde{L}}_{d}) I_{q}^{*} I_{d}^{*}$
${\tilde{V}}_{q} = c \tilde{R} I_{q}^{*} - c \frac{N_{p}}{2} ω_{m} {\tilde{L}}_{d} I_{d}^{*} + {\tilde{K}}_{e} ω_{m}$
${\tilde{V}}_{q} = c \tilde{R} I_{d}^{*} + c \frac{N_{p}}{2} ω_{m} {\tilde{L}}_{q} I_{q}^{*}$
$m = \frac{\sqrt{{\tilde{v}}_{q}^{2} + {\tilde{v}}_{d}^{2}}}{v_{e c u}} \leq 1$
wobei $c = \frac{\sqrt{3}}{2} und c_{r} = \frac{3}{8},$
wenn die Beschreibung für das Maschinenmodell von Leitung zu Leitung verwendet wird. Beachten Sie, dass die Tilde in den obigen Gleichungen geschätzte Maschinenparameter impliziert. Gleichung 1 wird aufgelöst, um den Strombetrag zu bestimmen, der gewünscht wird, um T_c zu erreichen. Gleichungen 2-4 bestimmen, ob das gewünschte Drehmoment mit der verfügbaren Spannung erreichbar ist. Ist der gewünschte Drehmomentbefehl nicht erreichbar, löst das Stromreferenzbefehlsmodul 135 nach Referenzströmen auf, so dass die Differenz zwischen T_c und einem modifizierten Drehmomentbefehl minimiert wird. Die Gleichungen 1-4 stellen das Modell der Maschine bei Verwendung geschätzter Parameter dar, während die folgenden Gleichungen 5-7 die tatsächlichen Maschineneigenschaften (einschließlich Dynamik) sind, wobei N_p die Anzahl der Magnetpole des PMSM-Motors 19 ist. $T_{e} = c K_{e} I_{q} + c_{r} N_{p} (L_{d} - L_{q}) I_{q} I_{d}$
$V_{q} = c L_{q} I_{q} + C R I_{q} - c \frac{N_{p}}{2} L_{d} I_{d} ω_{m} + K_{e} ω_{m}$
$V_{d} = c L_{d} I_{d} + C R I_{d} + c \frac{N_{p}}{2} L_{q} I_{q} ω_{m}$
wobei T_e das tatsächliche elektromagnetische Drehmoment ist, I_d und I_q die tatsächlichen Maschinenströme sind und K_e , R, L_d , L_q die tatsächlichen Maschinenparameter sind. Gemäß einer oder mehreren hierin beschriebenen Ausführungsformen werden die geschätzten Maschineninduktivitäten als genau angenommen, und die Online-Bestimmung oder das Online-Lernen des Motorschaltungswiderstands und der Gegen-EMK-Spannungs- (oder Drehmoment-) Konstante wird unter Verwendung der geschätzten Maschineninduktivität durchgeführt. Im stationären Zustand und im niederfrequenten transienten Verhalten (wobei die Ableitungen beider Ströme ungefähr Null sind, d.h. i_q ≅ 0, i_d ≅ 0), kann angenommen werden, dass aufgrund des Vorhandenseins des Rückkopplungsstromreglers 140 mit hoher Bandbreite $I_{q} = I_{q}^{*}, I_{d} = I_{d}^{*} .$
Der Stromregler 140 ist ein PI-basiertes Regelverfahren mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen, das sicherstellt, dass Referenzströme verfolgt/nachgeführt werden, und in einem oder mehreren Beispielen sind die Referenzströme im Wesentlichen gleich den tatsächlichen Messungen. Die Beziehung zwischen dem tatsächlichen und dem befohlenen elektromagnetischen Drehmoment und realen und geschätzten Maschinenparametern ist in Gleichung 8 unten dargestellt. $\frac{T_{e}}{T_{c}} = \frac{c K_{e} + c_{r} N_{p} (L_{q} - L_{d}) I_{d}}{c {\tilde{K}}_{e} + c_{r} N_{p} ({\tilde{L}}_{q} - {\tilde{L}}_{d}) I_{d}}$
Unter Verwendung der Gleichungen 6-7 und der Gleichungen 2-3 kann die Beziehung zwischen Schätzungen und tatsächlichen Parametern in Bezug auf die endgültigen und Vorsteuerungs-q-Achsenspannungsbefehle wie folgt ausgedrückt werden. $\begin{array}{l} V_{q} = {\tilde{V}}_{q} (\frac{R}{R} - \frac{\frac{N_{p}^{2}}{4} ω_{m}^{2} (\frac{R}{R} {\tilde{L}}_{d} - L_{d}) {\tilde{L}}_{q}}{{\tilde{R}}^{2} + \frac{N_{p}^{2}}{4} {\tilde{L}}_{q} {\tilde{L}}_{d} ω_{m}^{2}}) - ω_{m} (\frac{R}{R} {\tilde{K}}_{e} - K_{e}) + \\ \frac{\frac{N_{p}}{2} ω_{m} (\frac{R}{R} {\tilde{L}}_{d} - L_{d}) (\tilde{R} {\tilde{V}}_{d} + \frac{N_{p}}{2} {\tilde{L}}_{q} {\tilde{K}}_{e} ω_{m}^{2})}{{\tilde{R}}^{2} + \frac{N_{p}^{2}}{4} {\tilde{L}}_{q} {\tilde{L}}_{d} ω_{m}^{2}} \end{array}$
Unter Berücksichtigung der oben genannten Annahmen und basierend auf der Gleichung 9 weist der Widerstandsschätzfehler eine lineare Beziehung zu dem in der q-Achsenspannung beobachteten Fehler auf. Dasselbe gilt für den konstanten Fehler der Gegen-EMK-Spannung (oder des Drehmoments). Die vorgeschlagene Erfindung konvergiert zu genauen Schätzparametern durch einen Lernprozess in einem offenen oder geschlossenen Regelkreis unter Verwendung des Fehlers in den Spannungen.
Der Lernprozess in einem offenen Regelkreis ist ein rechenbasierter Ansatz zur Berücksichtigung von Ungenauigkeiten bei Vorsteuerungs-Parameterschätzungen. Die mit der Annahme von Induktivitätsschätzungen vereinfachte Gleichung 9 ist nachfolgend dargestellt: $V_{q} = {\tilde{V}}_{q} \frac{R}{R} - ω_{m} (\frac{R}{R} {\tilde{K}}_{e} - K_{e})$
Basierend auf der Gleichung 10 kann bestimmt werden, wann die Motorparameterschätzungen unabhängig voneinander sind. Wenn sich der Motor 19 beispielsweise in der Nähe einer Stillstandsbedingung ω_m ≅ 0 befindet, gilt die folgende Gleichung. $R = \frac{V_{q}}{{\tilde{V}}_{q}} \tilde{R}$
Die obige Gleichung 10 kann umgestellt werden zu: $K_{e} = \frac{R ({\tilde{K}}_{e} ω_{m} - {\tilde{V}}_{q}) + V_{q} \tilde{R}}{ω_{m} \tilde{R}}$
Wenn der durch den Motor fließende Strom ausreichend niedrig ist, d.h. I_qm ≅ 0 , dann ist (K̃_eω_m - Ṽ_q) ≅ 0, was zu der folgenden Gleichung führt. $K_{e} = \frac{V_{q}}{ω_{m}}$
Unter Bezugnahme auf 2 beinhaltet das Parameterschätzsystem 120 ein Parameter-Lernmodul 122 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. In einem oder mehreren Beispielen verwendet das Parameter-Lernmodul 122 das hierin beschriebene Parameterlernen und konvergiert zu einer genauen Vorsteuerungs-Parameterschätzung basierend auf Gleichung 11 und Gleichung 13. Es ist zu beachten, dass das Parameter-Lernmodul 122 in verschiedenen Beispielen verwendet werden kann, z.B. in einer Ausführungsform, die das Parameter-Lernen in einem offenen Regelkreis durchführt. Der Vorsteuerungs-Parameterschätzer 130 verwendet die erlernten Parameterwerte ΔR und ΔK_e , um die endgültigen Parameterschätzungen zu erhalten. Das Parameterschätzsystem 120 beinhaltet weiterhin ein Parameter-Lernregion-Bestimmungsmodul 124, das basierend auf der Bedingung, die verwendet wird, um sowohl Gleichung 11 als auch Gleichung 13 abzuleiten, bestimmt, wann jeder Parameter zu lernen ist. In den hierin beschriebenen Ausführungsformen verwendet das Parameter-Lernregion-Bestimmungsmodul 124 Soll- oder Referenzstromwerte, wobei jedoch zu beachten ist, dass in anderen Ausführungsformen tatsächliche Motorstrommessungen verwendet werden können.
3 bietet eine visuelle Darstellung in der Drehmoment/Drehzahl-Ebene des Bereichs für Lernparameter. Die Bereiche 310 stellen die Bedingung bei ω_m ≅ 0 dar und können zum Erlernen des Maschinenwiderstandes unter Verwendung der Gleichung 11 verwendet werden. Die Bereiche 320 stellen die Bedingung dar, wenn der Drehmomentbefehl klein ist, und somit I_qm ≅ 0, (K̃_eω_m - Ṽ_q) ≅ 0 und kann zum Erlernen der Gegen-EMK-Konstante unter Verwendung der Gleichung 13 verwendet werden. Es ist zu beachten, dass anstelle der Verwendung der Drehmoment/Drehzahl-Ebene auch eine Strom/Drehzahl-Ebene verwendet werden kann. In diesem Fall würde der Konvergenzbereich basierend auf einem oder mehreren der Stromwerte (die entweder Soll- oder Messströme sein können) in der q-Achse und/oder d-Achse bestimmt.
4A und 4B stellen Flussdiagramme für beispielhafte Verfahren zum Bestimmen von Bereichen zum Erlernen/Schätzen der Maschinenparameter gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dar. Die Verfahren können durch das Parameterlernen-Einleitungsmodul 124 implementiert oder ausgeführt werden. In einem oder mehreren Beispielen können die Verfahren durch das Steuermodul 26 ausgeführt werden, wenn computerausführbare Anweisungen ausgeführt werden, die auf einer Computerspeichervorrichtung gespeichert sind.
Die Verfahren ermöglichen das Bestimmen von Konvergenzbereichen für das Parameterlernen. Es ist zu beachten, dass hierin zwar einige spezielle Ausführungsformen der Lernbereiche beschrieben werden, jedoch in anderen Beispielen das Verfahren erweitert werden kann, um die Lernalgorithmen robuster gegenüber Betriebsbedingungen zu machen. So kann beispielsweise die Änderungsrate von Variablen wie Drehzahl oder Strom verwendet werden, um schnell wechselnde Betriebsbedingungen zu bestimmen, bei denen das Lernen deaktiviert werden kann.
Wie in 4A dargestellt, beinhaltet das Verfahren das Bestimmen, ob der Maschinenparameter Gegen-EMK (K_e ) basierend auf einem Absolutwert der Motordrehzahl (ω_m ) und einem Absolutwert des Referenzstroms in der q-Achse $(I_{q}^{*})$
gelernt werden soll. Wenn die Motordrehzahl größer (oder gleich) einem ersten vorgegebenen Schwellenwert ω_m1 ist (der auf x₁ in 3 basiert) und wenn der Referenzstrom der q-Achse kleiner (oder gleich) einem zweiten vorgegebenen Schwellenwert I_q1 (auf y₁ in 3 basierend) ist, leitet das Verfahren das Lernen für den Maschinenparameter Gegen-EMK (K_e ) bei 432, 434 und 436 ein. Wenn eine der beiden Bedingungen nicht erfüllt ist, wird das Gegen-EMK-Lernen nicht eingeleitet.
Weiterhin beinhaltet das Verfahren, wie in 4B dargestellt, das Bestimmen, ob der Maschinenparameter Maschinenschaltungswiderstand (R) basierend auf den Absolutwerten der Motordrehzahl (ω_m ) und dem Referenzstrom der q-Achse $(I_{q}^{*})$
gelernt werden soll. Wenn die Motordrehzahl kleiner (oder gleich) einem dritten vorgegebenen Schwellenwert ω_m2 ist (basierend auf x₂ in 3) und wenn der Referenzstrom der q-Achse größer (oder gleich) einem vierten vorgegebenen Schwellenwert I_q2 (basierend auf y₂ in 3) ist, leitet das Verfahren das Lernen für den Parameter Widerstand (R) bei 442, 444 und 446 ein. Wenn die Bedingung(en) nicht erfüllt sind, wird das Widerstandslernen nicht eingeleitet.
In einem oder mehreren Beispielen stellt das Parameterlern-Einleitungsmodul 124 zwei Merker zur Verfügung, einen, der angibt, ob das Lernen der Gegen-EMK-Konstante aktiviert werden soll, und einen zweiten, der angibt, ob das Widerstandslernen aktiviert werden soll. Die Werte der Merker werden nach dem oben beschriebenen Verfahren gesetzt, wobei die Merker bei 436 und 446 auf WAHR und ansonsten auf FALSCH gesetzt werden. In anderen Beispielen wird die Einleitung des Parameterlernens auf andere Weise angezeigt, z.B. durch Senden eines Steuersignals usw.
Die Merker werden dem Parameter-Lernmodul 122 zur Verfügung gestellt, das die Werte der Maschinenparameter basierend auf dem entsprechenden Merkerstatus schätzt.
5 stellt ein Blockdiagramm eines Parameter-Lernmoduls gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dar. 5 stellt auch einen Betriebsablauf für ein Verfahren zum Erlernen der Parameterwerte gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dar. Das Verfahren kann durch das Parameter-Lernmodul 122 implementiert oder ausgeführt werden. In einem oder mehreren Beispielen kann das Verfahren als Ergebnis der Ausführung von computerausführbaren Anweisungen ausgeführt werden, die auf einer Computerspeichervorrichtung gespeichert sind.
Das Parameter-Lernmodul 122 beinhaltet ein Widerstands-Lernmodul 510 und ein Gegen-EMK-Lernmodul 520. Es ist zu beachten, dass in anderen Beispielen das Parameter-Lernmodul 122 andere Komponenten oder andere Komponenten als die hierin beschriebenen beinhalten kann, um das Parameterlernen im geschlossenen Regelkreis durchzuführen.
Die Parameter-Lerntechnik im geschlossenen Regelkreis verwendet den identischen Konvergenzbereich, wie er für die Strategie mit offenem Regelkreis erwähnt wurde. Der Unterschied besteht darin, dass ein Regler verwendet wird, um die Schätzfehler der Maschinenparameter zu erhalten. Das Parameter-Lernmodul 122 im Ansatz mit geschlossenem Regelkreis wendet einen Regler (einschließlich eines Integrierers) auf die Differenz zwischen der Vorsteuerungsschätzung der q-Achsen-Spannung (Ṽ_q ) und der tatsächlichen q-Achsenspannung (V_q ) an. Dies garantiert die Konvergenz der geschätzten Maschinenparameter auf die realen Parameter.
So empfängt beispielsweise das Widerstandslernmodul 510 die Werte der q-Achsenspannung (V_q ) und der geschätzten q-Achsenspannung (Ṽ_q ) und berechnet eine Differenz zwischen beiden bei 512. Die Differenz zeigt einen Fehler in der q-Achsenspannung an, der dann einem Pl-Controller 515 zugeführt und von diesem verarbeitet wird, um einen Fehler im Maschinenwiderstandswert (ΔR) zu berechnen, der verwendet wird, um den Maschinenwiderstand (R̃) zu aktualisieren, zu lernen oder zu schätzen. In einem oder mehreren Beispielen skaliert der Pl-Controller 515 die berechnete Differenz mit einem ersten Skalierungsfaktor (K_p ), der ein Verstärkungsfaktor des Pl-Controllers 515 sein kann, bei 514. Gleichzeitig wird die Differenz mit einem weiteren Skalierungsfaktor (K_i ), der ein Abstimmfaktor des Pl-Controllers 515 sein kann, bei 516 skaliert. Die skalierten Differenzwerte werden bei 517 summiert und die Summe wird als Fehler im Maschinenwiderstandswert (ΔR) ausgegeben.
Es ist zu beachten, dass der Fehler im Widerstandswert (ΔR) der Maschinenschaltung nur berechnet wird, wenn das Widerstandslernen aktiviert ist, wie durch den entsprechenden Merker aus dem Parameterlern-Initialisierungsmodul 124 angezeigt.
In ähnlicher Weise berechnet das Gegen-EMK-Lernmodul 520 den Fehler in der Gegen-EMK, wenn das Gegen-EMK-Lernen aktiviert ist, wie durch den entsprechenden Merker aus dem Parameterlern-Initialisierungsmodul 124 angezeigt.
Das Gegen-EMK-Lernmodul 520 empfängt die Werte der q-Achsenspannung (V_q ) und der geschätzten q-Achsenspannung (Ṽ_q ) und berechnet eine Differenz zwischen den beiden bei 522. Die Differenz zeigt einen Fehler in der q-Achsenspannung an, der dann von einem PI-Controller 525 verarbeitet wird, um einen Fehler in dem Gegen-EMK-Wert (ΔK_e ) zu berechnen, der zum Lernen und Aktualisieren des geschätzten Gegen-EMK-Wertes (K̃_e ) verwendet wird. In einem oder mehreren Beispielen skaliert der Pl-Controller 525 die berechnete Differenz mit einem ersten Skalierungsfaktor (K_p ), der ein Verstärkungsfaktor des Pl-Controllers 525 sein kann, bei 524. Gleichzeitig wird die Differenz mit einem weiteren Skalierungsfaktor (K_i ), der ein Abstimmfaktor des PI-Controllers 525 sein kann, bei 526 skaliert. Die skalierten Differenzwerte werden bei 527 summiert und die Summe wird als Fehler in dem Gegen-EMK-Wert (ΔK_e ) ausgegeben.
Das Widerstands-Lernmodul 510 und das Gegen-EMK-Lernmodul 520 verwenden beide einen Betrieb mit geschlossenem Regelkreis, um die entsprechenden Fehler (ΔR und ΔK_e ) im Wesentlichen auf Null zu bringen. Die berechneten Fehlerwerte werden weiter mit den Vorsteuerungsschätzungen kombiniert, die berechnet werden können, z.B. mit einem temperaturbasierten Modell, einem magnetischen Modell oder einer anderen Technik.
6 stellt ein Blockdiagramm eines Betriebsablaufs zum Schätzen oder Lernen eines Maschinenparameters gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dar. Die Schätzung eines Fehlers im Maschinenparameter im geschlossenen Regelkreis wird zur Berechnung des Maschinenparameterwertes verwendet. Im dargestellten Beispiel ist der berechnete Maschinenparameter die Gegen-EMK-Konstante (K̃_e ), basierend auf dem Fehler in der geschätzten Gegen-EMK-Konstante (ΔK_e ). Es versteht sich, dass eine ähnliche Konfiguration für alle anderen zu berechnenden Maschinenparameter verwendet werden kann, wie beispielsweise den geschätzten Motorschaltungswiderstand (R̃). Der Fehler in der geschätzten Gegen-EMK-Konstante wird wie hier beschrieben berechnet (z.B. 5). Die Berechnung des Maschinenparameters beinhaltet die Verwendung von Nennwerten, wie z.B. einer Nenn-Gegen-EMK-Konstante 710 und eines Nenn-Temperaturkoeffizienten 720, unter anderem zusammen mit einer Temperaturschätzung 730. Es ist zu beachten, dass der Temperaturkoeffizient ein Temperaturkoeffizient des thermisch empfindlichen Materials des zu berechnenden Parameters ist (wie beispielsweise der Temperaturkoeffizient des spezifischen Widerstands von Kupfer für den Motorwiderstand). Eine Differenz zwischen einer Nenntemperatur 740 und der Temperaturschätzung 730, der Temperaturkoeffizient 720 und eine Summe aus dem Nenn-Gegen-EMK-Wert 710 und dem Fehler in der geschätzten Gegen-EMK-Konstante werden bei 750 multipliziert. Die Nenntemperatur 740 ist die Temperatur, bei der der Wert des magnetischen Temperaturkoeffizienten 720 bestimmt wird. Das Ergebnis der Multiplikation wird mit der Summe aus dem Wert der Nenn-Gegen-EMK-Konstante 710 und dem Schätzfehler bei 760 addiert, wobei die Summe als die Gegen-EMK-Konstante bei 770 ausgegeben wird.
Eine ähnliche Konfiguration und Struktur kann zur Berechnung des Motorschaltungswiderstands (R) verwendet werden, und die Struktur wird hier nicht wiederholt.
Die hierin beschriebenen technischen Lösungen ermöglichen somit die Berechnung eines endgültigen Maschinenwiderstands, der unter Verwendung einer oder mehreren der hierin beschriebenen Ausführungsformen geschätzt wird, in Verbindung mit der bestehenden Vorsteuerungs-Parameterschätzung.
Die hierin beschriebenen technischen Lösungen ermöglichen Techniken zum Erlernen von Parametern im geschlossenen und offenen Regelkreis, die beide die technische Herausforderung der Parametervariation von Teil zu Teil und im Laufe der Zeit angehen. Einige weitere Vorteile, die sich aus den hierin beschriebenen technischen Lösungen ergeben, sind die Reduzierung der Entwicklungszeit für die Motorsteuerung zur Verwendung im Fahrzeug, die Kosteneinsparung bei teilespezifischen Barcode-Etiketten und bei der Herstellungszeit bis zum Ende der Produktionsstraße und Werkzeugen. Wie hierin beschrieben, ist die Schätzung der Maschinenparameter entscheidend für den Betrieb der Drehmomentsteuerung- und Stromregelung von PMSMs, insbesondere bei einem Lenkungssystem.
Obwohl eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit nur einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen ausführlich beschrieben wurden, sollte leicht verständlich sein, dass die Erfindung nicht auf solche offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung dahingehend modifiziert werden, dass sie eine beliebige Anzahl von Variationen, Änderungen, Substitutionen oder gleichwertigen Anordnungen beinhaltet, die bisher nicht beschrieben wurden, die aber dem Geist und dem Umfang der Erfindung angemessen sind. Auch wenn verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, ist es verständlich, dass Aspekte der Erfindung nur einen Teil der beschriebenen Ausführungsformen beinhalten können. Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung eingeschränkt anzusehen.

Claims

Verfahren zum Schätzen von Maschinenparametern eines Antriebs mit Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM-Antriebs), wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen eines Bereichs zum Schätzen eines Maschinenparameters basierend auf einem Motordrehzahlwert und einem Motorstromwert; und als Reaktion darauf, dass der Motordrehzahlwert und der Motorstromwert in dem Bereich liegen: Schätzen eines Fehlers in einem geschätzten Spannungsbefehl; und Schätzen des Maschinenparameters unter Verwendung des Fehlers in dem geschätzten Spannungsbefehl.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Maschinenparameter ein Schaltungswiderstand des PMSM-Antriebs ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Maschinenparameter eine Gegen-EMK-Konstante des PMSM ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Schätzen des Maschinenparameters unter Verwendung des Fehlers in dem geschätzten Spannungsbefehl die Verwendung einer Berechnung im geschlossenen Regelkreis umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Berechnung im geschlossenen Regelkreis einen Fehler in dem Maschinenparameter berechnet und der Fehler in dem Maschinenparameter mit dem Maschinenparameter kombiniert wird, der unter Verwendung eines Temperaturmodells geschätzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Schätzen des Maschinenparameters unter Verwendung des Fehlers in dem geschätzten Spannungsbefehl die Verwendung einer Berechnung im offenen Regelkreis umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Bereich zum Schätzen des Widerstands ist, wenn der Motordrehzahlwert kleiner oder gleich einem ersten Schwellenwert ist und wenn der Motorstromwert größer oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Bereich zum Schätzen der Gegen-EMK ist, wenn der Motordrehzahlwert größer oder gleich einem ersten Schwellenwert ist und wenn der Motorstromwert kleiner oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist.
System, umfassend: einen Motor; ein Motorsteuerungssystem, das den Motor unter Verwendung einer Rückkopplungssteuerung betreibt; und ein Maschinenparameter-Lernsystem, das konfiguriert ist, um einen Maschinenparameter des Motorsteuerungssystems zu schätzen, wobei das Schätzen des Maschinenparameters umfasst: Bestimmen eines Bereichs zum Schätzen eines Maschinenparameters basierend auf einem Motordrehzahlwert und einem Motorstromwert; und als Reaktion darauf, dass der Motordrehzahlwert und der Motorstromwert in dem Bereich liegen: Schätzen eines Fehlers in dem geschätzten Spannungsbefehl; und Schätzen des Maschinenparameters unter Verwendung des Fehlers in dem geschätzten Spannungsbefehl.
System nach Anspruch 9, wobei der Maschinenparameter ein Widerstand ist.
System nach Anspruch 10, wobei der Bereich zum Schätzen des Widerstands ist, wenn der Motordrehzahlwert kleiner oder gleich einem ersten Schwellenwert ist und wenn der Motorstromwert größer oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist.
System nach Anspruch 9, wobei der Maschinenparameter eine Gegen-EMK ist.
System nach Anspruch 12, wobei der Bereich zum Schätzen der Gegen-EMK ist, wenn der Motordrehzahlwert größer oder gleich einem ersten Schwellenwert ist und wenn der Motorstromwert kleiner oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist.
System nach Anspruch 9, wobei das Schätzen des Maschinenparameters unter Verwendung des Fehlers in dem geschätzten Spannungsbefehl die Verwendung einer Berechnung im geschlossenen Regelkreis oder einer Berechnung im offenen Regelkreis umfasst.
Lenkungssystem, umfassend: einen Antrieb mit Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM-Antrieb); einen Strombefehlsgenerator, der einen Motorstrombefehl für den PMSM-Antrieb erzeugt, der einem Eingangsdrehmomentbefehl entspricht; und ein Parameter-Lernsystem, das konfiguriert ist, um einen Maschinenparameter des PMSM-Antriebs zu schätzen, wobei das Schätzen des Maschinenparameters umfasst: Bestimmen eines Bereichs zum Schätzen eines Maschinenparameters basierend auf einem Motordrehzahlwert und einem Motorstromwert; und als Reaktion darauf, dass der Motordrehzahlwert und der Motorstromwert in dem Bereich liegen: Schätzen eines Fehlers in dem geschätzten Spannungsbefehl; und Schätzen des Maschinenparameters unter Verwendung des Fehlers in dem geschätzten Spannungsbefehl.
Lenkungssystem nach Anspruch 15, wobei der Maschinenparameter ein Widerstand ist.
Lenkungssystem nach Anspruch 16, wobei der Bereich zum Schätzen des Widerstands ist, wenn der Motordrehzahlwert kleiner oder gleich einem ersten Schwellenwert ist und wenn der Motorstromwert größer oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist.
Lenkungssystem nach Anspruch 15, wobei der Maschinenparameter eine Gegen-EMK ist.
Lenkungssystem nach Anspruch 18, wobei der Bereich zum Schätzen der Gegen-EMK ist, wenn der Motordrehzahlwert größer oder gleich einem ersten Schwellenwert ist und wenn der Motorstromwert kleiner oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist.
Lenkungssystem nach Anspruch 15, wobei das Schätzen des Maschinenparameters unter Verwendung des Fehlers in dem geschätzten Spannungsbefehl das Verwenden einer Berechnung im geschlossenen Regelkreis oder einer Berechnung im offenen Regelkreis umfasst.