安徽工业大学郑诗程获国家专利权
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龙图腾网获悉安徽工业大学申请的专利一种基于校正电流预测的PMSM模型参考自适应转速估算方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115864928B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211605161.4,技术领域涉及:H02P21/18;该发明授权一种基于校正电流预测的PMSM模型参考自适应转速估算方法是由郑诗程;赵卫;刘志鹏;何志伟;郎佳红;方四安;徐磊设计研发完成,并于2022-12-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于校正电流预测的PMSM模型参考自适应转速估算方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于校正电流预测的PMSM模型参考自适应转速估算方法,属于电机控制技术领域。本发明首先推导出PMSM在同步旋转坐标系下的电流状态方程,并采用泰勒公式对电流状态方程进行离散化,得到电流预测控制方程;其次,结合校正因子对控制器d‑q轴电流进行优化处理,用校正电流预测控制器替代传统的电流预测控制器;同时,在d轴和q轴中分别引入补偿积分项以削弱d‑q轴的电流偏差;最后,推导出包含电机转速信息的参考模型和可调模型,通过Popov超稳定性理论分析电流误差模型并得到模型参考自适应系统的转速自适应率,将改善后的控制电压代入转速估计环节以估算电机转速。本发明提高了无传感器调速系统的转速预测精度及动态性能。
本发明授权一种基于校正电流预测的PMSM模型参考自适应转速估算方法在权利要求书中公布了:1.一种基于校正电流预测的PMSM模型参考自适应转速估算方法,其特征在于,其步骤为: 步骤一、建立永磁同步电机在同步旋转坐标系d-q下的数学模型,推导出电流状态方程,并采用泰勒公式对电流状态方程进行离散化,得到离散化后的永磁同步电机电流预测控制方程为: 式中,ud、uq为定子电压us在d轴和q轴的分量;id、iq为定子电流is在d轴和q轴的分量;Rs为定子电阻;Ld、Lq为定子电感在d轴和q轴的分量;we为电角速度;ψf为永磁体磁链;Ts为采样周期; 步骤二、结合校正因子对控制器d-q轴电流进行优化处理,用校正电流预测控制器替代传统的电流预测控制器;引入校正因子后系统的离散域闭环传递函数: α为校正因子,0α1; 步骤三、在d轴和q轴中分别引入补偿积分项以削弱d-q轴的电流偏差,提高电流预测精度,改善d-q轴控制电压值; 步骤四、推导出包含电机转速信息的参考模型和可调模型,通过Popov超稳定性理论分析电流误差模型并得到模型参考自适应系统的转速自适应率,将改善后的d-q轴控制电压值引入转速估计环节以完成对电机转速的精确估算;其中,为得到包含电机转速参数的可调模型,对永磁同步电机的电流状态方程进行改写得到: 此处定义:i′ q=iq,u′ q=uq; 可得PMSM模型参考自适应系统的可调模型为: 其中:we为待辨识的可调参数; 将PMSM本身作为参考模型,如要建立模型参考自适应系统,需一个合适的自适应率;将上式电流值和电机转速值用估计值代替: 带有^的变量表示相应的估计值,可得到基于电机估计参数的可调模型: 将实际可调模型电流方程减去估计可调模型电流方程可得电流误差方程: 此处定义: 将式18改写为以下形式: 根据Popov超稳定性理论,并对Popov积分不等式进行逆向求解得到MRAS自适应率: 上式中:Kp和Ki分别为MRAS的比例系数和积分系数; 将改善后的d-q轴控制电压值代入转速估计模型,其中转速估算方程为: 对上式进行积分,可求得转子位置估计值: 由此实现无传感器PMSM模型参考自适应转速估算。
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