本發(fā)明涉及異步電機(jī)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種改進(jìn)的異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法和裝置。

背景技術(shù)：

隨著電力電子技術(shù)和交流電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，由變頻器(又稱變流器、變換器)和交流電機(jī)組成的變速傳動(dòng)系統(tǒng)，已廣泛應(yīng)用于軌道交通、電動(dòng)汽車、機(jī)械加工、家用電器等領(lǐng)域。交流電機(jī)，特別是異步電機(jī)(又稱感應(yīng)電機(jī))，由于其成本低、可靠性高、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，已成為在變速傳動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域中最廣泛采用的傳動(dòng)設(shè)備。

在異步電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制一般需要在電機(jī)軸上安裝速度編碼器。編碼器的引入增加了成本，降低了系統(tǒng)的可靠性，而且在某些特殊場(chǎng)合(例如高溫高濕多粉塵的車間、礦井)，編碼器無法安裝使用。

20世紀(jì)90年代初，無速度傳感器的異步電機(jī)高性能控制技術(shù)開始出現(xiàn)。針對(duì)異步電機(jī)無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速估計(jì)問題，目前主要的幾類方法(如模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法、全階自適應(yīng)龍貝格觀測(cè)器方法、擴(kuò)展卡爾曼濾波方法和滑模觀測(cè)器方法)中，模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法實(shí)現(xiàn)方式最為簡(jiǎn)單，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。

模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法一般以基于定子電壓方程的電壓模型作為參考模型，以基于轉(zhuǎn)子電壓方程和轉(zhuǎn)子磁鏈方程電流模型作為可調(diào)模型，以估計(jì)轉(zhuǎn)速作為可調(diào)模型的可調(diào)參數(shù)。將兩個(gè)模型輸出的估計(jì)磁鏈作差并輸入自適應(yīng)環(huán)節(jié)中，自適應(yīng)環(huán)節(jié)按照一定的自適應(yīng)律調(diào)整估計(jì)轉(zhuǎn)速。在自適應(yīng)律的作用下，可調(diào)模型輸出的估計(jì)磁鏈逼近參考模型輸出的估計(jì)磁鏈，與此同時(shí)，電機(jī)的估計(jì)轉(zhuǎn)速逼近實(shí)際轉(zhuǎn)速。目前常用的模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法示意圖如圖1所示。

為表述方便，首先定義各變量物理意義：u_sα和u_sβ為定子繞組端電壓，i_sα和i_sβ為定子電流，R_s為定子電阻，i_rα和i_rβ為轉(zhuǎn)子電流，R_r為轉(zhuǎn)子電阻，L_s為定子電感，L_m為定轉(zhuǎn)子互感，L_r為轉(zhuǎn)子電感，ω_r是電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度所對(duì)應(yīng)的電角速度，是電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度估計(jì)值所對(duì)應(yīng)的電角速度，τ_r為轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)，其表達(dá)式為

在兩相靜止αβ坐標(biāo)系下，參考模型(電壓模型)不需要轉(zhuǎn)速信號(hào)，可直接根據(jù)定子電壓u_s＝(u_sα,u_sβ)^T與定子電流i_s＝(i_sα,i_sβ)^T計(jì)算感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈的估計(jì)值(以下稱轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值)?？烧{(diào)模型(電流模型)根據(jù)感應(yīng)電機(jī)的定子電流i_s與電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈估計(jì)值(以下稱轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值)。由于感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)無法測(cè)量電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速ω_r，可調(diào)模型采用估計(jì)轉(zhuǎn)速代替實(shí)際轉(zhuǎn)速ω_r，并將作為可調(diào)參數(shù)。將參考模型獲得的轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值與可調(diào)模型獲得的轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值作差后輸入自適應(yīng)環(huán)節(jié)，自適應(yīng)環(huán)節(jié)根據(jù)一定的自適應(yīng)律修正可調(diào)模型的估計(jì)轉(zhuǎn)速在自適應(yīng)律的作用下，轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值可快速而穩(wěn)定地逼近轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值與此同時(shí)，估計(jì)轉(zhuǎn)速將逼近實(shí)際轉(zhuǎn)速ω_r。

現(xiàn)有的模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法，可調(diào)模型(電流模型)的狀態(tài)方程為式(1)：其中；式(2)為：式(3)為：將式(1)改寫為積分形式，得到式(4)：由式(4)可得到如圖2所示的傳統(tǒng)可調(diào)模型的結(jié)構(gòu)框圖，從圖2中可以看出，傳統(tǒng)可調(diào)模型為雙輸入、雙輸出系統(tǒng)，且α軸與β軸的磁鏈方程互相耦合。在數(shù)字系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)時(shí)，其離散形式常采用泰勒級(jí)數(shù)展開法獲得。數(shù)字控制系統(tǒng)一般對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高，因此采樣周期T一般較小(小于1ms)，可近似地認(rèn)為在單個(gè)采樣周期內(nèi)系統(tǒng)矩陣A和輸入矩陣B保持恒定不變，因此可調(diào)模型在數(shù)字系統(tǒng)中的離散形式可以表示為式(5)：式(5)中：和分別為第k+1和第k個(gè)采樣周期的轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值，i_s(kT)為第k個(gè)采樣周期的定子電流。系統(tǒng)矩陣A為非對(duì)角陣，無法直接計(jì)算出e^AT和的解析表達(dá)式。為解決該問題，對(duì)函數(shù)e^AT和進(jìn)行泰勒級(jí)數(shù)展開，如式(6)：以及如下所示的式(7)所示：

上述式(6)和式(7)中矩陣運(yùn)算的計(jì)算量十分龐大，在數(shù)字系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)時(shí)，為了減小控制器的計(jì)算負(fù)荷，常忽略e^AT和的高階項(xiàng)，由此帶來的誤差，一般稱作截?cái)嗾`差。由于系統(tǒng)矩陣A中含有轉(zhuǎn)速估計(jì)值截?cái)嗾`差將會(huì)隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的提高而增大。截?cái)嗾`差的存在，將會(huì)導(dǎo)致可調(diào)模型輸出的轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值出現(xiàn)誤差，從而影響MARS轉(zhuǎn)速估計(jì)方法的動(dòng)態(tài)與穩(wěn)態(tài)性能，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致估計(jì)轉(zhuǎn)速發(fā)散。

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)中存在截?cái)嗾`差且工作量巨大的問題，目前對(duì)尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種改進(jìn)的異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法和裝置，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)中存在截?cái)嗾`差且工作量巨大的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種改進(jìn)的異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法，包括：構(gòu)建異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)模型，異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)模型包括電壓模塊、電流模塊和自適應(yīng)環(huán)節(jié)；通過電壓模塊計(jì)算感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值；通過電流模塊計(jì)算感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值；通過自適應(yīng)環(huán)節(jié)根據(jù)轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值和轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值的差，計(jì)算轉(zhuǎn)子估計(jì)轉(zhuǎn)速。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種改進(jìn)的異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)裝置，包括：構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)模型，異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)模型包括電壓模塊、電流模塊和自適應(yīng)環(huán)節(jié)；第一計(jì)算模塊，用于通過電壓模塊計(jì)算感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值；第二計(jì)算模塊，用于通過電流模塊計(jì)算感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值；第三計(jì)算模塊，用于通過自適應(yīng)環(huán)節(jié)根據(jù)轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值和轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值的差，計(jì)算轉(zhuǎn)子估計(jì)轉(zhuǎn)速。

在本發(fā)明實(shí)施例中，采用加入磁鏈估計(jì)值前饋的異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)的方式，通過構(gòu)建異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)模型，異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)模型包括電壓模塊、電流模塊和自適應(yīng)環(huán)節(jié)；通過電壓模塊計(jì)算感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值；通過電流模塊計(jì)算感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值；通過自適應(yīng)環(huán)節(jié)根據(jù)轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值和轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值的差，計(jì)算轉(zhuǎn)子估計(jì)轉(zhuǎn)速，本發(fā)明通過在傳統(tǒng)的異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法的可調(diào)模型中加入磁鏈估計(jì)值前饋，使得可調(diào)模型由雙輸入雙輸出的耦合系統(tǒng)兩個(gè)單輸入單輸出系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了解耦，解耦后，可調(diào)模型在離散時(shí)不存在截?cái)嗾`差問題，用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)更加簡(jiǎn)便，系統(tǒng)穩(wěn)定性也得到增強(qiáng)，進(jìn)而解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)中存在截?cái)嗾`差且工作量巨大的技術(shù)問題。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一種模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的可調(diào)模型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的一種改進(jìn)的異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法的流程圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的可調(diào)模型結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的一種改進(jìn)的異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)裝置的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

實(shí)施例1

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種改進(jìn)的異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法的方法實(shí)施例，需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改進(jìn)的異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法，如圖3所示，該方法包括如下步驟：

步驟S102，構(gòu)建異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)模型，異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)模型包括電壓模塊、電流模塊和自適應(yīng)環(huán)節(jié)。

步驟S104，通過電壓模塊計(jì)算感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值。

步驟S106，通過電流模塊計(jì)算感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值。

步驟S108，通過自適應(yīng)環(huán)節(jié)根據(jù)轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值和轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值的差，計(jì)算轉(zhuǎn)子估計(jì)轉(zhuǎn)速。

在本發(fā)明實(shí)施例中，采用加入磁鏈估計(jì)值前饋的異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)的方式，通過構(gòu)建異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)模型，異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)模型包括電壓模塊、電流模塊和自適應(yīng)環(huán)節(jié)；通過電壓模塊計(jì)算感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值；通過電流模塊計(jì)算感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值；通過自適應(yīng)環(huán)節(jié)根據(jù)轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值和轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值的差，計(jì)算轉(zhuǎn)子估計(jì)轉(zhuǎn)速，本發(fā)明通過在傳統(tǒng)的異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法的可調(diào)模型中加入磁鏈估計(jì)值前饋，使得可調(diào)模型由雙輸入雙輸出的耦合系統(tǒng)兩個(gè)單輸入單輸出系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了解耦，解耦后，可調(diào)模型在離散時(shí)不存在截?cái)嗾`差問題，用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)更加簡(jiǎn)便，系統(tǒng)穩(wěn)定性也得到增強(qiáng)，進(jìn)而解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)中存在截?cái)嗾`差且工作量巨大的技術(shù)問題。

在一種可選的實(shí)施例中，步驟S104；包括：

步驟S202，計(jì)算定子繞組上由于定子磁鏈變化產(chǎn)生的反電勢(shì)的α軸分量emf_sα和β軸分量emf_sβ。

步驟S204，將emf_sα與emf_sβ輸入傳遞函數(shù)為的一階慣性環(huán)節(jié)，獲得定子磁鏈估計(jì)值的α軸分量和β軸分量

步驟S206，根據(jù)定子磁鏈估計(jì)值的α軸分量和β軸分量計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值的α軸分量和β軸分量

在一種可選的實(shí)施例中，步驟S202中，計(jì)算定子繞組上由于定子磁鏈變化產(chǎn)生的反電勢(shì)的α軸分量emf_sα的計(jì)算公式為：emf_sα＝u_sα-R_si_sα；其中，R_s為定子電阻；u_sα為定子繞組端電壓α軸分量；i_sα為定子電流α軸分量；步驟S202中，計(jì)算定子繞組上由于定子磁鏈變化產(chǎn)生的反電勢(shì)的β軸分量emf_sβ的計(jì)算公式為：emf_sβ＝u_sβ-R_si_sβ；其中，u_sβ分別為定子繞組端電壓β軸分量；i_sβ為定子電流β軸分量；步驟S206中根據(jù)定子磁鏈估計(jì)值的α軸分量計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值的α軸分量的計(jì)算公式為：其中σ為總漏磁因數(shù)，且：L_s為定子電感，L_r為轉(zhuǎn)子電感，L_m為定轉(zhuǎn)子互感；步驟S206中根據(jù)定子磁鏈估計(jì)值的β軸分量計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值的β軸分量的計(jì)算公式為：

在一種可選的實(shí)施例中，步驟S106，包括：

步驟S302，將輸入傳遞函數(shù)為的一階慣性環(huán)節(jié)，獲得感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值的α軸分量其中，為轉(zhuǎn)子估計(jì)轉(zhuǎn)速，τ_r為轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)，且R_r為轉(zhuǎn)子電阻。

步驟S304，將輸入傳遞函數(shù)為的一階慣性環(huán)節(jié)，獲得感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值的β軸分量

在一種可選的實(shí)施例中，步驟S108中計(jì)算轉(zhuǎn)子估計(jì)轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為：其中，k_p為比例系數(shù)，k_i為積分系數(shù)。

具體的，k_p和k_i可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定，優(yōu)選的，k_p值不超過100，k_i值不超過2000。

可選的，本發(fā)明中有如下變量：在定子兩相靜止αβ坐標(biāo)系下，u_s＝(u_sα,u_sβ)^T為定子電壓矢量，其中定子繞組u_sα和u_sβ分別為定子繞組端電壓α軸分量和β軸分量；i_s＝(i_sα,i_sβ)^T為定子電流矢量，其中i_sα和i_sβ為定子電流α軸分量和β軸分量；為參考模型(電壓模型)計(jì)算得到的感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值矢量，其中和分別為轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值的α軸分量和β軸分量；為可調(diào)模型(電流模型)計(jì)算得到的轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值矢量，其中和分別為轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值的α軸分量和β軸分量；Δψ_r是與之間的差；是電機(jī)轉(zhuǎn)子估計(jì)轉(zhuǎn)速(機(jī)械角速度估計(jì)值所對(duì)應(yīng)的電角速度)。自適應(yīng)環(huán)節(jié)根據(jù)一定的自適應(yīng)律修正可調(diào)模型的估計(jì)轉(zhuǎn)速在自適應(yīng)律的作用下，轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值可快速而穩(wěn)定地逼近轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值與此同時(shí)，估計(jì)轉(zhuǎn)速將逼近實(shí)際轉(zhuǎn)速ω_r。

可選的，本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)中存在截?cái)嗾`差且工作量巨大的技術(shù)問題，將現(xiàn)有技術(shù)中式(4)中與相乘的轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值改為參考模型輸出的轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值此時(shí)可調(diào)模型的磁鏈方程不再相互耦合，可以表示為式(8)：

改進(jìn)后，可調(diào)模型的狀態(tài)方程變?yōu)槿缦率?9)：

式(9)中，

同樣將式(8)寫成積分形式，可以得到如下式(10)：

由式(10)可得到改進(jìn)型可調(diào)模型的結(jié)構(gòu)框圖，如4圖所示。從圖4中可以看出，可調(diào)模型改進(jìn)后，其結(jié)構(gòu)變?yōu)閮蓚€(gè)獨(dú)立的雙輸入、單輸出系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了解耦。對(duì)改進(jìn)型可調(diào)模型進(jìn)行離散時(shí)，由于系統(tǒng)矩陣A_m為對(duì)角陣，可直接求出和的解析表達(dá)式如：

由上可知，改進(jìn)型可調(diào)模型實(shí)現(xiàn)了解耦，簡(jiǎn)化了可調(diào)模型結(jié)構(gòu)，且離散時(shí)不存在截?cái)嗾`差。

實(shí)施例2

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種改進(jìn)的異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)裝置的產(chǎn)品實(shí)施例，圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改進(jìn)的異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)裝置，如圖5所示，該裝置包括構(gòu)建模塊、第一計(jì)算模塊、第二計(jì)算模塊和第三計(jì)算模塊。

其中，構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)模型，異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)模型包括電壓模塊、電流模塊和自適應(yīng)環(huán)節(jié)；第一計(jì)算模塊，用于通過電壓模塊計(jì)算感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值；第二計(jì)算模塊，用于通過電流模塊計(jì)算感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值；第三計(jì)算模塊，用于通過自適應(yīng)環(huán)節(jié)根據(jù)轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值和轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值的差，計(jì)算轉(zhuǎn)子估計(jì)轉(zhuǎn)速。

在本發(fā)明實(shí)施例中，采用加入磁鏈估計(jì)值前饋的異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)的方式，通過構(gòu)建模塊構(gòu)建異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)模型，異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)模型包括電壓模塊、電流模塊和自適應(yīng)環(huán)節(jié)；第一計(jì)算模塊通過電壓模塊計(jì)算感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值；第二計(jì)算模塊通過電流模塊計(jì)算感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值；第三計(jì)算模塊通過自適應(yīng)環(huán)節(jié)根據(jù)轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值和轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值的差，計(jì)算轉(zhuǎn)子估計(jì)轉(zhuǎn)速，本發(fā)明通過在傳統(tǒng)的異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法的可調(diào)模型中加入磁鏈估計(jì)值前饋，使得可調(diào)模型由雙輸入雙輸出的耦合系統(tǒng)兩個(gè)單輸入單輸出系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了解耦，解耦后，可調(diào)模型在離散時(shí)不存在截?cái)嗾`差問題，用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)更加簡(jiǎn)便，系統(tǒng)穩(wěn)定性也得到增強(qiáng)，進(jìn)而解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)異步電機(jī)模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)中存在截?cái)嗾`差且工作量巨大的技術(shù)問題。

在一種可選的實(shí)施例中，第一計(jì)算模塊，包括第一計(jì)算子模塊、第二計(jì)算子模塊和第三計(jì)算子模塊。

其中，第一計(jì)算子模塊，用于計(jì)算定子繞組上由于定子磁鏈變化產(chǎn)生的反電勢(shì)的α軸分量emf_sα和β軸分量emf_sβ：第二計(jì)算子模塊，用于將emf_sα與emf_sβ輸入傳遞函數(shù)為的一階慣性環(huán)節(jié)，獲得定子磁鏈估計(jì)值的α軸分量和β軸分量第三計(jì)算子模塊，用于根據(jù)定子磁鏈估計(jì)值的α軸分量和β軸分量計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值的α軸分量和β軸分量

在一種可選的實(shí)施例中，第一計(jì)算子模塊中計(jì)算定子繞組上由于定子磁鏈變化產(chǎn)生的反電勢(shì)的α軸分量emf_sα的計(jì)算公式為：emf_sα＝u_sα-R_si_sα；其中，R_s為定子電阻；u_sα為定子繞組端電壓α軸分量；i_sα為定子電流α軸分量；第一計(jì)算子模塊中計(jì)算定子繞組上由于定子磁鏈變化產(chǎn)生的反電勢(shì)的β軸分量emf_sβ的計(jì)算公式為：emf_sβ＝u_sβ-R_si_sβ；其中，u_sβ分別為定子繞組端電壓β軸分量；i_sβ為定子電流β軸分量；第三計(jì)算子模塊中根據(jù)定子磁鏈估計(jì)值的α軸分量計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值的α軸分量的計(jì)算公式為：其中σ為總漏磁因數(shù)，且：L_s為定子電感，L_r為轉(zhuǎn)子電感，L_m為定轉(zhuǎn)子互感；第三計(jì)算子模塊中根據(jù)定子磁鏈估計(jì)值的β軸分量計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈參考估計(jì)值的β軸分量的計(jì)算公式為：

在一種可選的實(shí)施例中，第二計(jì)算模塊，包括第一獲得模塊和第二獲得模塊。

其中，第一獲得模塊，用于將輸入傳遞函數(shù)為的一階慣性環(huán)節(jié)，獲得感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值的α軸分量其中，為轉(zhuǎn)子估計(jì)轉(zhuǎn)速，τ_r為轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)，且R_r為轉(zhuǎn)子電阻；第二獲得模塊，用于將輸入傳遞函數(shù)為的一階慣性環(huán)節(jié)，獲得感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈可調(diào)估計(jì)值的β軸分量

在一種可選的實(shí)施例中，第三計(jì)算模塊中計(jì)算轉(zhuǎn)子估計(jì)轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為：其中，k_p為比例系數(shù)，k_i為積分系數(shù)。

上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，對(duì)各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實(shí)施例的相關(guān)描述。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的技術(shù)內(nèi)容，可通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。其中，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如所述單元的劃分，可以為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，單元或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可為個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、移動(dòng)硬盤、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。