永磁同步电机磁链辨识方法、系统、介质及终端与流程

1.本发明属于永磁同步电机技术领域，特别是涉及一种永磁同步电机磁链辨识方法、系统、介质及终端。


背景技术：

2.永磁同步电机具有体积小、效率高和功率因数高等优点，已广泛应用各类电力传动行业，为发挥永磁同步电机的高性能，目前普遍采用基于转子磁链定向的矢量控制，矢量控制中不仅需要知道转子位置信息，也需要进行电流环控制，由于成本、应用环境的限制，转子位置信息越来越流行使用无位置传感器控制方法获取，这类无位置传感器控制方法对电机参数(包括电阻、电感和磁链等)具有很强的依赖性，电机参数的准确性直接影响位置的准确性，不准确的电机参数会导致电机效率和性能下降甚至电机失控，但由于实际电机生产的差异性，量大以后再离线测量电机参数会是一个巨大的工作量；以及某些特殊的电机(压缩机电机磁链无法直接测量)无法直接获取电机磁链参数，所以，迫切需要一种不需要人力参与的自动辨识磁链的方法。
3.目前，对于磁链参数辨识已有很多研究方法，现有磁链辨识方法主要分为两种：一是离线辨识，基于电机稳态电压方程，通过采集稳态电压、电流及转速计算磁链参数；二是在线辨识，基于模型参考自适应、卡尔曼滤波等状态观测器，在电机运行过程中实时在线辨识磁链参数。
4.以上两种方法都需要电机处于稳定运行状态，存在以下问题：一、必须知道电机转子的准确位置，对于有些产品应用时无法安装位置传感器，也就无法获取准确的转子位置；二、包括无位置控制算法和磁链估算方法都依赖于电阻电感等参数，这些参数本身的不准确性导致估算得到的磁链参数偏差大；三、现有无位置传感器控制算法估算得到的位置必然存在误差，甚至都无法运行，位置误差会导致估算得到的磁链参数偏差大。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种永磁同步电机磁链辨识方法、系统、介质及终端，用于解决现有永磁同步电机磁链辨识方法存在偏差大的问题。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种永磁同步电机磁链辨识方法，包括以下步骤：步骤一、向永磁同步电机输入直轴电流指令，及给定所述永磁同步电机一预设速度，并将所述永磁同步电机速度环的输出作为交轴电流指令输入至所述永磁同步电机；所述直轴电流指令对应的直轴电流为零；步骤二、待所述永磁同步电机的实际速度达到所述预设速度时，断开所述速度环；步骤三、待所述永磁同步电机的交轴电流减小至零时，获取所述永磁同步电机的直轴电压、交轴电压及实时电角速度；步骤四、基于所述实时电角速度、所述直轴电压及所述交轴电压计算所述永磁同步电机的磁链。
7.于本发明的一实施例中，所述步骤一中，给定所述永磁同步电机一预设速度包括以下步骤：于第一预设时间段内，按照叠加规则给定所述永磁同步电机速度，直至给定所述
永磁同步电机的速度达到所述预设速度。
8.于本发明的一实施例中，在所述步骤二之前，所述方法还包括以下步骤：获取所述永磁同步电机的实际速度；判断所述实际速度与所述预设速度之间是否满足预设条件；若满足，则所述永磁同步电机的实际速度达到所述预设速度；若不满足，则所述永磁同步电机的实际速度未达到所述预设速度，继续等待直到满足所述预设条件。
9.于本发明的一实施例中，所述步骤二包括以下步骤：待所述永磁同步电机的实际速度达到所述预设速度时，持续第二预设时间段后，断开所述速度环；和/或所述步骤三中，获取所述永磁同步电机的直轴电压、交轴电压及实时电角速度包括以下步骤：获取于第三预设时间段内的所述直轴电压、所述交轴电压及所述实时电角速度。
10.于本发明的一实施例中，所述方法还包括以下步骤：在断开所述速度环后，将所述交轴电流指令对应的交轴电流调整至零，持续第四预设时间段，使所述永磁同步电机的交轴电流减小至零。
11.于本发明的一实施例中，所述步骤四中，计算所述磁链的计算公式为：
[0012][0013]
其中，u'd表示所述直轴电压；u'q表示所述交轴电压；ω
fdb
表示所述实时电角速度；ψ
est
表示所述磁链。
[0014]
于本发明的一实施例中，所述方法还包括以下步骤：重复所述步骤一至所述步骤四，计算多组磁链；计算所述多组磁链的平均值；所述平均值作为所述永磁同步电机的磁链。
[0015]
本发明提供一种永磁同步电机磁链辨识系统，包括：输入模块、断开模块、获取模块及计算模块；所述输入模块用于向永磁同步电机输入直轴电流指令，及给定所述永磁同步电机一预设速度，并将所述永磁同步电机速度环的输出作为交轴电流指令输入至所述永磁同步电机；所述直轴电流指令对应的直轴电流为零；所述断开模块用于待所述永磁同步电机的实际速度达到所述预设速度时，断开所述速度环；所述获取模块用于待所述永磁同步电机的交轴电流减小至零时，获取所述永磁同步电机的直轴电压、交轴电压及实时电角速度；所述计算模块用于基于所述实时电角速度、所述直轴电压及所述交轴电压计算所述永磁同步电机的磁链。
[0016]
本发明提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的永磁同步电机磁链辨识方法。
[0017]
本发明提供一种终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行上述的永磁同步电机磁链辨识方法。
[0018]
如上所述，本发明所述的永磁同步电机磁链辨识方法、系统、介质及终端，具有以下有益效果：
[0019]
与现有技术相比，本发明提供的永磁同步电机磁链辨识方法，减小了在磁链辨识过程中对于其它电机参数及对观测器精度的依赖性，提高了磁链辨识的准确可靠性及精度；本发明可以提高磁链精度，进而提高观测器位置精度，减小电流，提高系统能效，实现节
能减排。
附图说明
[0020]
图1显示为本发明的终端于一实施例中的结构示意图。
[0021]
图2显示为本发明的永磁同步电机磁链辨识方法于一实施例中的流程图。
[0022]
图3显示为本发明的永磁同步电机磁链辨识方法于辨识前的原理框图。
[0023]
图4显示为本发明的永磁同步电机磁链辨识方法于辨识过程中的原理框图。
[0024]
图5显示为本发明的永磁同步电机磁链辨识系统于一实施例中的结构示意图。
[0025]
标号说明
[0026]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
终端
[0027]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
处理单元
[0028]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
存储器
[0029]
121
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
随机存取存储器
[0030]
122
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
高速缓存存储器
[0031]
123
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
存储系统
[0032]
124
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
程序/实用工具
[0033]
1241
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
程序模块
[0034]
13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
总线
[0035]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
输入/输出接口
[0036]
15
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
网络适配器
[0037]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
外部设备
[0038]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
显示器
[0039]
51
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
输入模块
[0040]
52
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
断开模块
[0041]
53
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
获取模块
[0042]
54
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
计算模块
[0043]
s1～s6
ꢀꢀꢀꢀ
步骤
具体实施方式
[0044]
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0045]
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0046]
本发明的永磁同步电机磁链辨识方法、系统、介质及终端，与现有技术相比，本发
明提供的永磁同步电机磁链辨识方法，减小了在磁链辨识过程中对于其它电机参数及对观测器精度的依赖性，提高了磁链辨识的准确可靠性及精度；本发明可以提高磁链精度，进而提高观测器位置精度，减小电流，提高系统能效，实现节能减排。
[0047]
本发明的存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现下述的永磁同步电机磁链辨识方法。所述存储介质包括：只读存储器(read-only memory，rom)、随机访问存储器(random access memory，ram)、磁碟、u盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0048]
可以采用一个或多个存储介质的任意组合。存储介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机盘、硬盘、ram、rom、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0049]
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
[0050]
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
[0051]
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0052]
下面将参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些计算机程序指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。
[0053]
也可以把这些计算机程序指令存储在计算机可读介质中，这些指令使得计算机、其它可编程数据处理装置、或其他设备以特定方式工作，从而，存储在计算机可读介质中的指令就产生出包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的指令
的制造品(article of manufacture)。
[0054]
也可以把计算机程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令提供实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的过程。
[0055]
本发明的终端包括处理器及存储器。
[0056]
所述存储器用于存储计算机程序；优选地，所述存储器包括：rom、ram、磁碟、u盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0057]
所述处理器与所述存储器相连，用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行下述的永磁同步电机磁链辨识方法。
[0058]
优选地，所述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processor，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
[0059]
图1示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性终端1的框图。
[0060]
图1显示的终端1仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0061]
如图1所示，终端1以通用计算设备的形式表现。终端1的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元11，存储器12，连接不同系统组件(包括存储器12和处理单元11)的总线13。
[0062]
总线13表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(industry standard architecture，简称isa)总线，微通道体系结构(micro channel architecture，简称mca)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(video electronics standards association，简称vesa)局域总线以及外围组件互连(peripheral component interconnect，简称pci)总线。
[0063]
终端1典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被终端1访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
[0064]
存储器12可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)121和/或高速缓存存储器122。终端1可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统123可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图1未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图1中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom，dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线13相连。存储器12可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
[0065]
具有一组(至少一个)程序模块1241的程序/实用工具124，可以存储在例如存储器12中，这样的程序模块1241包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块1241通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
[0066]
终端1也可以与一个或多个外部设备2(例如键盘、指向设备、显示器3等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该终端1交互的设备通信，和/或与使得该终端1能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口14进行。并且，终端1还可以通过网络适配器15与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图1所示，网络适配器15通过总线13与终端1的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合终端1使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0067]
如图2所示，于一实施例中，本发明的永磁同步电机磁链辨识方法包括以下步骤：
[0068]
步骤s1、向永磁同步电机输入直轴电流指令，及给定所述永磁同步电机一预设速度，并将所述永磁同步电机速度环的输出作为交轴电流指令输入至所述永磁同步电机。
[0069]
具体地，先执行双闭环运行(速度环+电流环)控制，该控制为常规的无位置传感器矢量控制。
[0070]
需要说明的是，所述直轴电流指令对应的直轴电流为零。
[0071]
下述以向永磁同步电机输入直轴电流指令i
dref
，及给定所述永磁同步电机一预设速度n
ref
，并将所述永磁同步电机速度环的输出作为交轴电流指令输入至所述永磁同步电机为例，解释说明本发明的永磁同步电机磁链辨识方法。
[0072]
如图3所示，显示为本发明的永磁同步电机磁链辨识方法于辨识前的原理框图；于图3中，i
dref
和i
qref
分别为输入至永磁同步电机的直轴、交轴电流指令(永磁同步电机的交轴超前直轴90
°
)；ua、ub、uc为永磁同步电机的三相电压；ω
fdb
、n
fdb
分别表示永磁同步电机的实际电角速度和实际速度，该实际电角速度和实际速度均为位置和速度观测器的输出；θ
est
为矢量控制所使用的角度，其也为位置和速度观测器的输出。
[0073]
需要说明的是，图3中的“坐标变换1”是指由两相旋转坐标系变换至两相静止坐标系；图3中的“坐标变换2”是指由三相静止坐标系变换至两相静止坐标系；图3中的“坐标变换3”是指由两相静止坐标系变换至两相旋转坐标系；该“坐标变换1”、“坐标变换2”、“坐标变换3”及图3中的“电流环”、“速度环”及从“坐标变换1”经“svpwm”(电压空间矢量脉宽调制)至“永磁同步电机”的过程均采用的是领域内常规的技术手段，故在此也不再详细赘述。
[0074]
如图3所示，向永磁同步电机的直轴输入为零的直轴电流，即i
dref
＝0，图3中的速度环的输出作为交轴电流指令输入至该永磁同步电机，该交轴电流指令对应的交轴电流为i
qref
。
[0075]
需要说明的是，该步骤s1的作用是为了使该永磁同步电机先转起来。
[0076]
进一步地，上述给定永磁同步电机的预设速度n
ref
是预先设定的速度，其不超过该永磁同步电机的额定电角速度，也不能太低。
[0077]
于一实施例中，将该预设速度设为该永磁同步电机额定电角速度的20％～60％。
[0078]
于一实施例中，所述步骤s1中，给定所述永磁同步电机一预设速度包括以下步骤：
于第一预设时间段内，按照叠加规则给定所述永磁同步电机速度，直至给定所述永磁同步电机的速度达到所述预设速度。
[0079]
需要说明的是，于第一预设时间段内，给定该永磁同步电机速度，该速度从零缓慢增加，最终达到预设速度n
ref
。
[0080]
具体地，给定永磁同步电机预设速度时，首先经图3中的速度指令生成模块产生相应的速度指令，然后将该速度指令作用于该永磁同步电机，以使该永磁同步电机的速度从零开始增加。
[0081]
需要说明的是，上述的叠加规则不局限于线性叠加。
[0082]
步骤s2、待所述永磁同步电机的实际速度达到所述预设速度时，断开所述速度环。
[0083]
于一实施例中，所述步骤s2包括以下步骤：待所述永磁同步电机的实际速度达到所述预设速度时，持续第二预设时间段后，断开所述速度环。
[0084]
具体地，在永磁同步电机的实际速度达到预设速度并稳定(持续第二预设时间段以使该永磁同步电机稳定)后，执行零电流闭环控制，具体如图4所示。
[0085]
如图4所示，显示为本发明的永磁同步电机磁链辨识方法于辨识过程中的原理框图；于图4中，虚线框内为磁链辨识部分，断开速度环，采用交轴电流i
qref
＝0控制。
[0086]
于一实施例中，在断开所述速度环后，将所述交轴电流指令对应的交轴电流调整至零，持续第四预设时间段，使所述永磁同步电机的交轴电流减小至零。
[0087]
需要说明的是，在将交轴电流指令对应的交轴电流调整至零后，该永磁同步电机的交轴电流并不会立刻就突变为零，应有过渡过程(时间不能过长)。
[0088]
需要说明的是，待永磁同步电机的交轴电流减小至零后，因其直轴电流也为零，所以即该永磁同步电机的相电流为零。
[0089]
需要说明的是，将所述永磁同步电机的交轴电流指令对应的交轴电流调整至零所采用的方法不作为限制本发明的条件，故在此也不再详细赘述。
[0090]
于一实施例中，在所述步骤s2之前，所述方法还包括以下步骤：
[0091]
步骤(11)获取所述永磁同步电机的实际速度。
[0092]
如图3所示，由位置和速度观测器基于该永磁同步电机的电压和电流，输出对应该永磁同步电机的实际速度。
[0093]
需要说明的是，位置和速度观测器是常规的无位置传感器控制算法，使用永磁同步电机的电压和电流等信号估算速度信号；该位置和速度观测器基于永磁同步电机的电压和电流输出对应该永磁同步电机的实际速度n
fdb
，采用的是领域内常规的技术手段，其具体采用哪种方法，及所采用方法的工作原理均不作为限制本发明的条件，故在此也不再详细赘述。
[0094]
需要说明的是，上述永磁同步电机的电压包括第一电压和第二电压；其中，第一电压可以为图3中的直轴电压ud，对应的第二电压即为图3中的交轴电压uq；该第一电压也可以为图3中基于θ
est
对ud进行坐标变换(该坐标变换对应图3中的坐标变换1)后产生的电压u
α
，对应的第二电压即为图3中基于θ
est
对uq进行坐标变换(该坐标变换对应图3中的坐标变换1)后产生的电压u
β
；上述永磁同步电机的电流包括第一反馈电流和第二反馈电流；其中，第一反馈电流可以为图3中的i
α_fdb
，对应的第二反馈电流即为图3中的i
β_fdb
；该第一反馈电流也可以为图3中的直轴反馈电流i
d_fdb
，对应的第二反馈电流即为图3中的交轴反馈电流iq_fdb
。
[0095]
进一步地，i
α_fdb
、i
β_fdb
是对采集的永磁同步电机的三相电流ia、ib、ic，进行坐标变换(该坐标变换对应图3中的坐标变换2)后产生的；i
d_fdb
、i
q_fdb
是基于θ
est
对i
α_fdb
、i
β_fdb
进行坐标变换(该坐标变换对应图3中的坐标变换3)后产生的；所以，为获取i
α_fdb
、i
β_fdb
、i
d_fdb
、i
q_fdb
，还需采样该永磁同步电机的三相电流ia、ib、ic。
[0096]
需要说明的是，采集该永磁同步电机的三相电流ia、ib、ic采用的是领域内常规的技术手段(诸如，电流传感器采样、电阻采样等等)，其具体的采集方法不作为限制本发明的条件，故在此不再详细赘述。
[0097]
于一实施例中，步骤(11)中的实际速度为一定时间内的永磁同步电机的实际速度的平均值。
[0098]
步骤(12)判断所述实际速度与所述预设速度之间是否满足预设条件。
[0099]
于一实施例中，该预设条件表示为式(1)。
[0100]
|n
ref-n
fdb
|＜ξ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0101]
其中，ξ表示预设速度误差阈值。
[0102]
于一实施例中，该公式(1)中的实际速度n
fdb
采用一定时间内的平均值。
[0103]
需要说明的是，若满足，则所述永磁同步电机的实际速度达到所述预设速度；若不满足，则所述永磁同步电机的实际速度未达到所述预设速度，继续等待直到满足所述预设条件。
[0104]
步骤s3、待所述永磁同步电机的交轴电流减小至零时，获取所述永磁同步电机的直轴电压、交轴电压及实时电角速度。
[0105]
于一实施例中，待所述永磁同步电机的交轴电流减小至零，且持续一定时间后(使该永磁同步电机稳定)，开始获取该永磁同步电机的直轴电压、交轴电压及实时电角速度。
[0106]
于一实施例中，所述步骤s3中，获取所述永磁同步电机的直轴电压、交轴电压及实时电角速度包括以下步骤：获取于第三预设时间段内的所述直轴电压、所述交轴电压及所述实时电角速度。
[0107]
需要说明的是，采用位置和速度观测器获取永磁同步电机的实时电角速度，该位置和速度观测器是常规的无位置传感器控制算法，使用永磁同步电机的电压和电流等信号估算电机位置和电角速度信号；该位置和速度观测器基于永磁同步电机的电压和电流输出对应该永磁同步电机的电机位置θ
est
(为图3中的坐标变换1和坐标变换3提供角度矩阵)和实时电角速度ω
fdb
，采用的是领域内常规的技术手段，其具体采用哪种方法，及所采用方法的工作原理均不作为限制本发明的条件，故在此也不再详细赘述。
[0108]
于一实施例中，步骤s3中的直轴电压是指图4中的ud；交轴电压是指图4中的uq。
[0109]
步骤s4、基于所述实时电角速度、所述直轴电压及所述交轴电压计算所述永磁同步电机的磁链。
[0110]
于一实施例中，步骤s4中的实时电角速度、直轴电压及交轴电压均采用一定时间内的平均值。
[0111]
下面具体解释说明步骤s4中对于磁链辨识计算的原理。
[0112]
磁链辨识依据电机直轴和交轴电压方程如下式(2)所示。
[0113][0114]
其中，rs为永磁同步电机的定子相电阻，ud和uq分别为直轴和交轴电压，id和iq分别为直轴和交轴电流，ld和lq分别为直轴和交轴电感，ω为电机电角速度，ψf为永磁体磁链。
[0115]
执行上述的零电流控制后，该永磁同步电机中不含电流，所以上述公式(2)可以表示为下式(3)，可以为逆变器输出电压全部用来抵消反电势分量。
[0116][0117]
由式(3)可得，
[0118][0119]
需要说明的是，采用无位置传感器控制算法估算得到的位置必然存在误差，直接采用上述公式(4)估算磁链会带来很大误差，ψ
′
est
表示估算得到的磁链。
[0120]
上述的公式(2)实际为式(5)。
[0121][0122]
其中，u'd和u'q为位置和速度观测器估算得到的位置θ
est
坐标系下直轴和交轴电压；θ
err
为位置θ
est
与实际位置θ之间的差值如式(6)所示。
[0123]
θ
err
＝θ-θ
est
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0124]
磁链辨识公式如式(7)所示。
[0125][0126]
其中，u'd表示所述直轴电压(对应图4中的ud)；u'q表示所述交轴电压(对应图4中的uq)；ω
fdb
表示所述实时电角速度(对应图4中位置和速度观测器输出的ω
fdb
)；ψ
est
表示所述磁链。
[0127]
于一实施例中，所述永磁同步电机磁链辨识方法还包括以下步骤：
[0128]
步骤s5、重复所述步骤s1至所述步骤s4，计算多组磁链。
[0129]
需要说明的是，该步骤s5执行几次，即计算几组磁链，不作为限制本发明的条件，在实际应用中，可根据具体情况选择计算几组磁链。
[0130]
步骤s6、计算所述多组磁链的平均值。
[0131]
需要说明的是，将步骤s6中计算的所述平均值作为所述永磁同步电机最终的磁链。
[0132]
通过步骤s5和步骤s6，采用多组平均的方式，计算永磁同步电机的磁链，提高了磁链辨识的精度。
[0133]
进一步地，本发明的永磁同步电机磁链辨识方法不仅可适用无位置传感器的磁链
辨识，同样也可适用于有位置传感器的磁链辨识；具体地，在有位置传感器时，直接利用公式(4)计算磁链即可。
[0134]
需要说明的是，本发明所述的永磁同步电机磁链辨识方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本发明的保护范围内。
[0135]
如图5所示，于一实施例中，本发明的永磁同步电机磁链辨识系统包括输入模块51、断开模块52、获取模块53及计算模块54。
[0136]
所述输入模块51用于向永磁同步电机输入直轴电流指令，及给定所述永磁同步电机一预设速度，并将所述永磁同步电机速度环的输出作为交轴电流指令输入至所述永磁同步电机；所述直轴电流指令对应的直轴电流为零。
[0137]
所述断开模块52用于待所述永磁同步电机的实际速度达到所述预设速度时，断开所述速度环。
[0138]
所述获取模块53用于待所述永磁同步电机的交轴电流减小至零时，获取所述永磁同步电机的直轴电压、交轴电压及实时电角速度。
[0139]
所述计算模块54用于基于所述实时电角速度、所述直轴电压及所述交轴电压计算所述永磁同步电机的磁链。
[0140]
需要说明的是，所述输入模块51、所述断开模块52、所述获取模块53及所述计算模块54的工作原理与上述永磁同步电机磁链辨识方法的工作原理相同，故在此不再赘述。
[0141]
需要说明的是，应理解以上系统的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，x模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述系统的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述系统的存储器中，由上述系统的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
[0142]
例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)，或，一个或多个数字信号处理器(digital signal processor，简称dsp)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(central processing unit，简称cpu)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称soc)的形式实现。
[0143]
需要说明的是，本发明的永磁同步电机磁链辨识系统可以实现本发明的永磁同步电机磁链辨识方法，但本发明的永磁同步电机磁链辨识方法的实现装置包括但不限于本实施例列举的永磁同步电机磁链辨识系统的结构，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的结构变形和替换，都包括在本发明的保护范围内。
[0144]
综上所述，本发明的永磁同步电机磁链辨识方法、系统、介质及终端，与现有技术相比，本发明提供的永磁同步电机磁链辨识方法，减小了在磁链辨识过程中对于其它电机参数及对观测器精度的依赖性，提高了磁链辨识的准确可靠性及精度；本发明可以提高磁链精度，进而提高观测器位置精度，减小电流，提高系统能效，实现节能减排；所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0145]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。