哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)李成睿获国家专利权
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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)申请的专利无人机动力系统无传感器控制温度辨识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:CN120262984B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-19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:202510736696.2,技术领域涉及:H02P21/00;该发明授权无人机动力系统无传感器控制温度辨识方法是由李成睿;李芝玘设计研发完成,并于2025-06-04向国家知识产权局提交的专利申请。
本无人机动力系统无传感器控制温度辨识方法在说明书摘要公布了:一种无人机动力系统无传感器控制温度辨识方法,属于电机控制技术领域。本发明针对无人机永磁同步电机驱动系统中温度辨识依赖转子位置信息,与无传感器控制本身需估计转子位置存在闭环耦合矛盾的问题。包括:在估计的同步旋转γ‑δ参考系中建立基于扩展反电动势的永磁同步电机复矢量模型;以定子电流和扩展反电动势为状态变量建立基于复矢量的全阶状态滑膜观测器;再进行前向欧拉离散化,得到离散域内全阶状态滑膜观测器,观测定子电流估计值和扩展反电动势估计值;进而获取转子观测位置和转子观测转速;设计仿射投影算法,结合分段正则化因子策略实时辨识定子电阻,再基于辨识得到的定子电阻估计得到电机温度估计值。本发明用于电机温度辨识。
本发明授权无人机动力系统无传感器控制温度辨识方法在权利要求书中公布了:1.一种无人机动力系统无传感器控制温度辨识方法,其特征在于,包括: 基于永磁同步电机定子电压方程与磁链方程得到d-q坐标系下的基于扩展反电动势的永磁同步电机模型;建立估计的同步旋转γ-δ参考系,将d-q坐标系下的基于扩展反电动势的永磁同步电机模型转换到估计的同步旋转γ-δ参考系下,得到估计的同步旋转γ-δ参考系下基于扩展反电动势的永磁同步电机复矢量模型; 基于所述永磁同步电机复矢量模型得到估计的同步旋转γ-δ参考系下以定子电流和扩展反电动势为状态变量的状态方程,并基于所述状态方程建立基于复矢量的全阶状态滑膜观测器; 对所述基于复矢量的全阶状态滑膜观测器进行前向欧拉离散化,得到离散域内全阶状态滑膜观测器,用于观测定子电流估计值和扩展反电动势估计值;再基于所述定子电流估计值和扩展反电动势估计值,利用归一化的正交锁相环获取转子观测位置和转子观测转速; 基于所述定子电流估计值和扩展反电动势估计值设计仿射投影算法;所述仿射投影算法结合分段正则化因子策略实时辨识定子电阻,再基于辨识得到的定子电阻估计得到电机温度估计值; 永磁同步电机定子电压方程与磁链方程为: (1), (2), 式中为d轴定子电压,为q轴定子电压,为定子电阻,为d轴定子电流,为q轴定子电流,p为微分算子,为d轴定子磁链,为q轴定子磁链,为电机电角速度;为d轴定子电感,为q轴定子电感,为永磁体磁链; 对公式(1)和公式(2)进行变换,得到d-q坐标系下的基于扩展反电动势的永磁同步电机模型: (3), (4), 式中为扩展反电动势; 得到估计的同步旋转γ-δ参考系下基于扩展反电动势的永磁同步电机复矢量模型的方法为: 将公式(3)和公式(4)写成复矢量形式: (5), (6), 式中为复矢量形式的d-q轴系定子电压,为复矢量形式的d-q轴系定子电流,为复矢量形式的扩展反电动势; 将公式(5)和公式(6)转换到估计的同步旋转γ-δ参考系下,得到估计的同步旋转γ-δ参考系下基于扩展反电动势的永磁同步电机复矢量模型: (7), (8), (9), 式中为估计的同步旋转γ-δ参考系下定子电压,为转子观测转速,为估计的同步旋转γ-δ参考系下定子电流,为估计的同步旋转γ-δ参考系下扩展反电动势;为转子位置误差,为转子转速误差;为转子位置,为转子观测位置; 基于公式(7)和公式(8)得到估计的同步旋转γ-δ参考系下以定子电流和扩展反电动势为状态变量的状态方程: (10), 式中表示对求导数,表示对求导数; 根据公式(10)建立基于复矢量的全阶状态滑膜观测器: (11), 式中: (12), 式中为的估计值,为对求导数,为的估计值,为基于复矢量的全阶状态滑膜观测器的反馈增益矩阵;为基于复矢量的全阶状态滑膜观测器的二阶系统阻尼比,为基于复矢量的全阶状态滑膜观测器的二阶系统角频率; 对公式(11)进行前向欧拉离散化,得到离散域内全阶状态滑膜观测器: (13), 式中为驱动系统离散采样时刻,为采样周期,为定子电流估计值,为扩展反电动势估计值; 对扩展反电动势估计值采用归一化的正交锁相环获取转子观测位置和转子观测转速; 设计仿射投影算法的离散系统时间模型为: (14), 式中为离散系统输出矩阵,为离散系统输入矩阵,为待辨识向量真实值,为待辨识向量辨识值,为迭代步长,为正则化因子,为单位矩阵; 根据公式(13)和公式(14)实时辨识定子电阻: (15), 式中为定子电流估计值的γ轴分量,为定子电流估计值的δ轴分量,为定子电压的γ轴分量,为扩展反电动势估计值的γ轴分量,为定子电流的γ轴分量,为定子电流的δ轴分量,为定子电阻辨识值。
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