恭喜华南理工大学陈勤智获国家专利权
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龙图腾网恭喜华南理工大学申请的专利一种在线标定和补偿同步电机伺服系统转矩波动的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:CN113572394B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-14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:202110818438.0,技术领域涉及:H02P6/10;该发明授权一种在线标定和补偿同步电机伺服系统转矩波动的方法是由陈勤智;苏为洲;闻成设计研发完成,并于2021-07-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种在线标定和补偿同步电机伺服系统转矩波动的方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种在线标定和补偿同步电机伺服系统转矩波动的方法;将需要标定的驱动器和电机配套后,速度环闭环下控制电机运行在稳定速度,采集速度误差信号和编码器位置信号;通过自适应频率估计算法估计转矩波动频率;由估计出的转矩波动频率在线迭代最优正弦补偿幅度和相位;当误差满足迭代停止条件,将正弦补偿信息存入驱动器完成标定;实时查询编码器位置,生成转矩波动补偿量并加入到电机q轴电流实现补偿。本发明基于在线频率识别和扰动标定算法,相较普通扰动补偿基于离线数据的算法,本发明使用实际补偿残差作为指标,逐步迭代出最优补偿率,并且基于机理修正补偿方式,具有补偿精度高、补偿自动化程度高、鲁棒性强等优点。
本发明授权一种在线标定和补偿同步电机伺服系统转矩波动的方法在权利要求书中公布了:1.一种在线标定和补偿同步电机伺服系统转矩波动的方法,其特征在于:步骤S1:将需要标定的电机和驱动器配套后,使电机运行在稳定速度下,采集速度误差信号和编码器位置信号;步骤S2:通过自适应频率估计算法估计转矩波动频率;步骤S3:由估计出的转矩波动频率在线迭代最优正弦补偿幅度和相位;步骤S4:误差满足迭代停止条件,将正弦补偿信息存入驱动器完成标定;步骤S5:实时查询编码器实时位置,生成转矩波动补偿电流加入到电机q轴电流实现补偿;步骤S3所述由估计出的转矩波动频率在线迭代最优正弦补偿幅度和相位;具体是:根据步骤S2获得的N个的转矩波动频率ωc,确定补偿量为: 其中,Kdi和Kei为待标定的第i个频率的补偿参数;ωci为位置域下第i个扰动频率;θ为编码器反馈角度;将n时刻采集的误差数据errn经过低通滤波器得到errfn,errfn经过误差到扰动的离散差分方程Tde得到n时刻的扰动补偿残差εn,εn=Tdeerrfn3将εn作为迭代最小二乘的输入误差,迭代出n+1时刻的补偿参数,并计算出n+1时刻的最优补偿量,在下一时刻将该补偿量加入速度环控制器输出端完成补偿;n+1时刻采集errn+1重复上述步骤以迭代补偿参数并计算补偿量;补偿参数的迭代方法:补偿参数迭代基于最小二乘算法,记最小二乘迭代中的补偿参数和数据矩阵ψ分别为 ψ=sinωc1θcosωc1θ…sinωcNθcosωcNθ依据以下三步计算出n时刻的补偿参数迭代量:1计算n时刻校正向量γn,2估计n+1时刻的参数3计算估计误差协方差矩阵4n+1补偿量输出为I,为N*N的单位矩阵;Pn,Pn+1为n和n+1时刻协方差矩阵;εn,为扰动补偿残差;步骤S4所述误差满足迭代停止条件,将正弦补偿信息存入驱动器完成标定;具体是:迭代停止条件为:根据实际的补偿评价指标,当速度误差Verr在一圈内都小于最大允许误差时,判断补偿参数标定完成;该迭代停止条件在数学上为误差向量序列的无穷范数小于预设指标;补偿参数的换算公式如下: 步骤S5所述实时查询编码器实时位置,生成转矩波动补偿电流加入到电机q轴电流实现补偿;具体是:估计电机q轴实时电流,实施方法为:估计q轴实时电流Iqe=τJka+bkv+I0+1-τIqMF其中,Iqe为估计的当前q轴电流;Jk为转动惯量除以扭矩系数;bk为粘性摩擦系数除以扭矩系数;a为电机加速度v为电机速度I0为静摩擦力等效电流;IqMF为滑动平均的q轴电流;τ为权重系数;若不存在位置坐标下的2倍极对数的转矩波动频率 若存在位置坐标下的2倍极对数的转矩波动频率 其中, 分别为频率ωci扰动的标定出的补偿幅度和相位;Iq为当前工作点q轴电流;Iq0为标定过程的q轴电流;p为极对数; 分别为2倍基频扰动标定出的幅度和相位;θ为编码器反馈角度。
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