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专利号: 2018111567818
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双馈电机参数在线辨识方法,其特征是,包括以下步骤:步骤一、建立双馈电机在同步旋转dq坐标系下的数学模型;

步骤二、对随机梯度法进行改进,引入新息长度p,将原来的单新息量e(t)扩展到数据长度为p的多新息向量,即根据随机梯度算法得到多新息随机梯度算法;并在多新息随机梯度辨识方法中加入变遗忘因子,得到变遗忘因子多新息随机梯度算法辨识表达式;

步骤三、对步骤一中dq坐标系下的数学模型进行变换,并进行离散化,得到双馈电机在dq坐标系下的标准辨识形式;

步骤四、在双馈电机运行时,实时采样得到三相定子电压uA、uB、uC,三相定子电流iA、iB、iC,三相转子电压ua、ub、uc,三相转子电流ia、ib、ic,电机对应的角频率ωm,对定转子电压电流采样值进行Clark变换和Park变换,分别得到dq坐标系下的定子电压Usd、Usq,定子电流isd、isq,转子电压Urd、Urq,转子电流ird、irq,定子电流角频率ω1为定值,计算得到转子电流角频率ω2;

步骤五、将步骤四得到的定子电压Usd、Usq,定子电流isd、isq,转子电压Urd、Urq,转子电流ird、irq代入步骤三得到的标准辨识形式中,得到待测参数:定子电阻Rs,定子电感Ls,定转子互感Lm;

步骤六、重复进行步骤四和步骤五,迭代计算待测参数,不断更新计算得到新的待测参数值;

步骤一假设定子电流以流出为正,转子电流以流入为正,将电机数学模型经过Clark变换和Park变换,可以得到双馈电机在同步旋旋转dq轴坐标系下的数学模型为:公式一:

公式二:

其中,ψsd、ψsq分别为dq轴定子磁链分量;ψrd、ψrq分别为dq轴转子磁链分量;ω1为定子电流角频率,即电网工频频率50Hz;D为微分算子;Rr为转子电阻;

公式三:

公式四:

其中,Lm为定转子互感;Ls为定子电感;Lr为转子电感;

步骤二包括以下步骤:

步骤2.1、根据线性回归模型得到随机梯度算法;

对于线性回归模型,

公式五:

1

其中,y(t)为输出向量, 为信息向量,θ为待辨识参数,v(t)∈R 为噪声向量;

2 T

令目标函数为 其中X的范数定义为||X||=tr[XX ],tr[X]表示X的迹;根据梯度搜索原理极小化J(θ)得到随机梯度算法:公式六:

公式七:

公式八:

其中 分别是θ当前时刻和上一时刻的估计值,e(t)为单新息量, 为收敛因子;

步骤2.2、引入新息长度p,将原来的单新息量e(t)扩展到数据长度为p的多新息向量,即根据随机梯度算法得到多新息随机梯度算法;

其中,将原来的单新息量e(t)扩展到数据长度为p的多新息向量E(p,t),得:公式九:

公式十:

公式十一:

1×p

Y(p,t)=[y(t) y(t‑1) … y(t‑p+1)]∈R其中y(t‑i), p‑1表示过去时刻的值;

根据随机梯度算法得到多新息随机梯度算法:公式十二:

公式十三:

公式十四:

步骤2.3、在多新息随机梯度辨识方法中加入变遗忘因子FF(t),得到变遗忘因子多新息随机梯度算法辨识表达式;

公式十五:

其中(FF1,FF2)是FF(t)的变化范围,δm为容许的最大误差,并规定当在误差δ(t)>t时,取δ(t)=δ;在 时,取δ(t)=0.2δ,其中δ为系统参数与真实参数误差的范数,即系统参数的辨识误差;

得到变遗忘因子多新息随机梯度算法辨识表达式:公式十六:

2.如权利要求1所述的双馈电机参数在线辨识方法,其特征是,步骤三包括以下步骤:步骤3.1、对dq坐标系下的数学模型进行变换,得到双馈电机在dq坐标系下的标准辨识形式;

旋转坐标系下,将定转子磁链方程公式三、公式四代入到电压方程公式一、公式二中,则双馈电机在同步旋转dq坐标系下的数学电压方程为:公式十七:

公式十八:

将公式十七、公式十八改写成矩阵形式为:公式十九:

公式二十:

步骤3.2、取采样周期为T,对公式十九、公式二十中的微分算子D进行离散化处理,得到离散的双馈电机dq坐标系下辨识标准形式为:公式二十一:

公式二十二:

仅考虑定子侧,双馈电机的自回归模型为:公式二十三:

T

其中,y(k)=[Usd(k) Usq(k)]T

θ=[Ls Lm Rs]。