[发明专利]基于数据统计和数值优化的永磁同步电机模型建模方法

摘要

本发明公开了一种基于数据统计和数值优化的永磁同步电机模型建模方法，本方法搭建由上位机、d轴电流估算模型、q轴电流估算模型和转矩估算模型构成的测试台架，分别设定各估算模型的输入输出参数；上位机设定电机自动运行工况并采集所需数据；对于每个电机转速点，d轴电压和q轴电流每个扫描点都存在一个d轴电流，分别建立d轴电流估算二阶模型、q轴电流估算二阶模型和转矩估算二阶模型，并采用二次方程式拟合，拟合得到的d轴电流、q轴电流和输出转矩作为永磁同步电机模型的特征参数推导建模。本方法采用试验测试数据，基于统计和数值优化建立电机模型，解决公式建模中模型不精确问题，使电机模型精确度在5%误差以内，更好的进行系统级分析。

主权项

一种基于数据统计和数值优化的永磁同步电机模型建模方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、搭建电机系统测试台架，测试台架包括上位机及电机电气子系统，电机电气子系统由d轴电流估算模型、q轴电流估算模型和转矩估算模型构成：d轴电流估算模型为输入d轴电压、q轴电流和电机转速，得到d轴电流；q轴电流估算模型为输入d轴电流、q轴电压和电机转速，得到q轴电流；转矩估算模型为输入d轴电流、q轴电流和电机转速，得到电机输出转矩；步骤二、d轴电流估算模型中将电机转速设置为全局输入，d轴电压和q轴电流设置为局部输入；q轴电流估算模型中将q轴电压和d轴电流设置为局部输入，电机转速设置为全局输入；转矩估算模型中将d轴电流、q轴电流设置为局部输入，电机转速设置为全局输入步骤三、上位机设定电机自动运行工况并采集所需数据，采集数据包括电机转速、电气角速度、d轴电流、q轴电流、d轴电压、q轴电压、合成电压矢量vdq和输出转矩；步骤四、对于每个电机转速点，d轴电压和q轴电流每个扫描点都存在一个d轴电流，分别建立d轴电流估算二阶模型、q轴电流估算二阶模型和转矩估算二阶模型，并采用二次方程式拟合，二次方程式为式（9）：（9）其中：表示二阶模型输出，表示二阶模型局部输入，表示随全局输入变量变化的全局参数；步骤五、在d轴电流估算模型中，表示d轴电流，表示d轴电压和q轴电流；在q轴电流估算模型中，表示q轴电流，表示q轴电压和d轴电流；在转矩估算模型中，表示输出转矩，表示q轴电流和d轴电流；上述三个模型中，全局参数均是电机转速；步骤六、将d轴电流、q轴电流和输出转矩作为永磁同步电机模型的特征参数推导建模。