一种无速度传感器电机的误差反馈矩阵的取值优化方法技术

本发明专利技术公开了一种无速度传感器电机的误差反馈矩阵的取值优化方法，该方法从图形化设计的角度出发，考虑低速发电运行范围，基于电流误差和磁链误差，构建了无速度传感器电机的误差反馈矩阵并推导出误差反馈矩阵的第一至第四系数的取值表达式。进一步的，通过图形化的转子磁链误差图和参数变化工况下稳定性函数取值图来分析获取误差反馈矩阵的第一参数和第二参数的最优取值，从而最终得到误差反馈矩阵中各元素的最优取值。本发明专利技术从图形化设计的角度出发，构建了误差反馈矩阵，进一步通过图形化的转子磁链误差图和参数变化工况下稳定性函数取值图的分析，从而可直观地反应误差反馈矩阵的参数变化对稳定性的影响，并分析获取最优的误差反馈矩阵。取最优的误差反馈矩阵。取最优的误差反馈矩阵。

【技术实现步骤摘要】
一种无速度传感器电机的误差反馈矩阵的取值优化方法


[0001]本专利技术涉及电力电子与电力传动
，更具体的，涉及一种无速度传感器电机的误差反馈矩阵的取值优化方法。

技术介绍

[0002]基于全阶观测器的无速度传感器电机低速发电时存在不稳定区域。目前，低速发电稳定性改进策略主要有转速自适应率修正法和反馈矩阵设计。针对反馈矩阵设计，通常基于劳氏定律稳定性判据或零极点判别的方法。基于劳氏定律稳定性定理，系统的零极点均处于s平面左半部，从理论上能够保证感应电机在极低速发电区的稳定性。
[0003]然而，劳氏定律稳定性定理设计的反馈矩阵并不能直观地反应反馈矩阵参数变化对稳定性的影响。且反馈矩阵参数的取值由于自由度较大，并不能保证在低速发电工况下兼顾稳定性和系统参数的鲁棒性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种无速度传感器电机的误差反馈矩阵的取值优化方法，用以直观地反应反馈矩阵参数变化对稳定性的影响，且在低速发电的工况下兼顾了稳定性和系统参数的鲁棒性。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的第一个方面，提供了一种无速度传感器电机的误差反馈矩阵的取值优化方法，包括步骤：基于电流误差和磁链误差，构建所述无速度传感器电机的误差反馈矩阵；获取估计磁链和实际磁链，得到所述估计磁链与所述实际磁链的比值为估实磁链比值；在不同参数误差的工况下，分别绘制所述估实磁链比值随所述误差反馈矩阵的参数取值而变化的第一组函数图，基于分析抑制定子电阻不匹配的影响，通过所述第一组函数图，分析获取所述误差反馈矩阵的第一参数和第二参数的取值规律；分别获取引入了定子电阻误差、转子电阻误差和转子时间常数误差条件下的稳定性函数；分别绘制所述稳定性函数随对应参数误差和所述第一参数的变化而变化的第二组函数图，通过所述第二组函数图，分析获取所述第一参数的最优取值，最终得到所述误差反馈矩阵中各元素的最优取值。
[0006]进一步地，所述误差反馈矩阵的具体表达式为：
所述误差反馈矩阵的第一系数至第四系数依次为：；其中，，，，，，；R
s
是感应电机的定子电阻，R
r
是感应电机的转子电阻，L
s
是感应电机的定子电感，L
r
是感应电机的转子电感，L
m
是感应电机的互感，T
r
是感应电机的转子时间常数，σ是漏感系数，ω
s
是感应电机的转差转速，为所述误差反馈矩阵的第一参数，η为所述误差反馈矩阵的第二参数。
[0007]进一步地，所述估实磁链比值在稳态工况下的表达式为：，其中，为所述估计磁链，符号“^”作为上标表示的是该物理量的对应观测量；为所述实际磁链；，，，，k为加权系数，取值范围为0到1，，，，，，，，ω
e
是感应电机的同步转速，ω
r
是感应电机的转子转速，。
[0008]进一步地，所述误差反馈矩阵的第一参数和第二参数的取值规律具体为：在所述第一组函数图中沿斜对角线幅值和相位误差小的一侧取值。
[0009]进一步地，所述分别获取引入了定子电阻误差、转子电阻误差和转子时间常数误差条件下的稳定性函数具体为：考虑所述定子电阻误差，稳定性函数f 1
(ω
e
, ω
s
)表示为：，其中，考虑所述转子电阻误差，
稳定性函数f2(ω
e
, ω
s
)表示为：，其中，考虑所述转子时间常数误差，稳定性函数f 3
(ω
e
, ω
s
)表示为：，其中，。
[0010]进一步地，所述第一参数取第一临界值时，所述第二组函数图中的引入对应参数误差条件下的每一个稳定性函数的值均恒小于零，则所述第一参数的最优取值为大于所述第一临界值。
[0011]进一步地，所述第二组函数图中的所述第一参数和所述第二参数的和为，且所述第一临界值等于40。
[0012]按照本专利技术的第二个方面，还提供了一种无速度传感器电机的误差反馈矩阵的取值优化设备，包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行上述任一项所述方法的步骤。
[0013]按照本专利技术的第三个方面，还提供了一种存储介质，其存储有可由访问认证设备执行的计算机程序，当所述计算机程序在访问认证设备上运行时，使得所述访问认证设备执行上述任一项所述方法的步骤。
[0014]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本专利技术从图形化设计的角度出发，构建了误差反馈矩阵，进一步通过图形化的转子磁链误差图和参数变化工况下稳定性函数取值图的分析，从而可直观地反应误差反馈矩阵的参数变化对稳定性的影响，并分析获取最优的误差反馈矩阵，保证了在低速发电的工况下兼顾了稳定性和系统参数的鲁棒性。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附
图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。
[0016]图1为本专利技术实施例提供的一种无速度传感器电机的误差反馈矩阵的取值优化方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的无速度传感器感应电机低速发电不稳定区和要求的稳定区域边界选择示意图；图3（包括图3（a）~图3（f））为本专利技术实施例提供的在不同参数误差的工况下，估实磁链比值随误差反馈矩阵的参数取值而变化的第一组函数图；图4（包括图4（a）~图4（c））为本专利技术实施例提供的稳定性函数随对应参数误差和第一参数的变化而变化的第二组函数图；图5为本专利技术实施例提供的适于实现上文描述的方法的电子设备的方框示意图。
具体实施方式
[0017]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0018]本申请的说明书、权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选的还包括没有列出的步骤或单元，或可选的还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
[0019]如图1所示，在一个实施例中，一种无速度传感器电机的误差反馈矩阵的取值优化方法，该方法具体包括步骤S1
‑
S5：S1.基于电流误差和磁链误差，构建所述无速度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无速度传感器电机的误差反馈矩阵的取值优化方法，其特征在于，包括步骤：基于电流误差和磁链误差，构建所述无速度传感器电机的误差反馈矩阵；获取估计磁链和实际磁链，得到所述估计磁链与所述实际磁链的比值为估实磁链比值；在不同参数误差的工况下，分别绘制所述估实磁链比值随所述误差反馈矩阵的参数取值而变化的第一组函数图，基于分析抑制定子电阻不匹配的影响，通过所述第一组函数图，分析获取所述误差反馈矩阵的第一参数和第二参数的取值规律；分别获取引入了定子电阻误差、转子电阻误差和转子时间常数误差条件下的稳定性函数；分别绘制所述稳定性函数随对应参数误差和所述第一参数的变化而变化的第二组函数图，通过所述第二组函数图，分析获取所述第一参数的最优取值，最终得到所述误差反馈矩阵中各元素的最优取值。2.如权利要求1所述的取值优化方法，其特征在于，所述误差反馈矩阵的具体表达式为：所述误差反馈矩阵的第一系数至第四系数依次为：；其中，，，，，，；R
s
是感应电机的定子电阻，R
r
是感应电机的转子电阻，L
s
是感应电机的定子电感，L
r
是感应电机的转子电感，L
m
是感应电机的互感，T
r
是感应电机的转子时间常数，σ是漏感系数，ω
s
是感应电机的转差转速，为所述误差反馈矩阵的第一参数，η为所述误差反馈矩阵的第二参数。3.如权利要求2所述的取值优化方法，其特征在于，所述估实磁链比值在稳态工况下的表达式为：其中，为所述估计磁链，符号“^”作为上标表示的是该物理量的对应观测量；为所述实际磁链；，，
，，k为加权系数，取值范围为0到1，，，，，，，，ω
e
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，罗成，李孺涵，徐智杰，郑逸飞，王翼，黄煜昊，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：