(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210834109.X (22)申请日 2022.07.14 (71)申请人 中国人民解 放军海军工程大 学 地址 430000 湖北省武汉市解 放大道717号 (72)发明人 孙兴法　许金　朱俊杰　张晓平　 郑欣良　张逸超　李明珂　韩正清　 韩一　马锐锋　李想　孙文　 熊又星　 (74)专利代理 机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 专利代理师 马辉　张继巍 (51)Int.Cl. H02P 25/062(2016.01) H02P 21/00(2016.01) H02P 21/05(2006.01)H02P 21/22(2016.01) G06F 30/23(2020.01) (54)发明名称 一种多相直线感应电机瞬态推力波动 的建 模与抑制方法 (57)摘要 本发明公开了一种多相直线感应电机瞬态 推力波动的建模与抑制方法， 通过小波分解与细 节重构精确提取非平稳时变的瞬态推力波动信 号； 通过离线学习的速度系数、 电流系数与转差 系数对瞬态推力波动进行多变量 建模； 通过暂态 励磁电流与期望推力计算次级磁场定向条件下 的推力波动补偿电流； 通过基于非对角矩阵参数 的正序电流解耦反馈控制以及基于电流跟踪偏 差反向旋转变换的负序电流反馈控制实现DQ轴 电流精确闭环调节。 本发明公开的多相直线感应 电机瞬态推力波动建模与抑制方法， 能够显著减 小负序电流引起的推力畸变， 精确补偿电机瞬态 运行过程中的推力波动， 从而有效降低电机运行 的振动噪声， 提高设备的使用寿 命。 权利要求书4页 说明书9页 附图2页 CN 115276504 A 2022.11.01 CN 115276504 A 1.一种多相直线感应电机瞬态推力波动的建模方法， 其特征在于， 包括提取瞬态推力 波动及根据提取的瞬态推力波动建立瞬态推力波动的解析模型。 2.根据权利要求1所述的一种多相直线感应电机瞬态推力波动的建模方法， 其特征在 于， 所述提取瞬态推力波动具体过程如下： 11)建立多相直线感应电机的有限元模型； 12)将多相直线感应电机瞬态运行试验数据送入有限元模型， 计算得到瞬态推力信号 Fcal； 13)设定母小波wav eType及小波分解级 数L， L≥log2Fs‑log2Fc‑1， Fs为瞬态推力Fcal的采 样频率， Fc为期望的频率分辨 率； 基于母小波waveType对瞬态推力信号Fcal进行L级小波分解， 获取各层级的近似系数Cai 与细节系数Cdi， i＝1,2,…,L； 14)对第L层级的近似系数CaL进行重构， 获得原始推力信号Fcal的稳态分量Fave， 对1～L 层级的细节系数Cdi进行重构， 获得原始推力信号 Fcal的动态分量即瞬态推力波动Frip， i＝1, 2,…,L。 3.根据权利要求2所述的一种多相直线感应电机瞬态推力波动的建模方法， 其特征在 于， 所述根据提取的瞬态推力波动建立瞬态推力波动的解析模型 具体过程如下： 21)定义瞬态推力波动的解析模型 如下式所示， vt为t时刻的电机运行速度， t＝ 1,…,T， ωsl,t为t时刻的转差角速度， Is,t为t时刻的初级电流， ωe,t为t时刻的同步角速度， 为初始相位角， T为采样点数； 速度系数的多项式拟合函数f1(vt)、 转差系数的多项式拟合函数f2(ωsl,t)、 电流系数的 多项式拟合函数f3(Is,t)分别定义如下， N为多项式阶次， pm,n为多项式参数， m＝1,2,3； n＝ 0,1,…,N： 22)对多项式参数pm,n及初始相位角 进行离线训练， 解空间维数D＝3N+4， 种群粒子数 量设定为 W， 迭代次数设定为K； 23)初始化种群 每个粒子i的移动速度vpi和参数解xpi： 种群粒子i的参数解xpi与待训练的多 项式参数pm,n及初始相位角 之间对应关系如下： 权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115276504 A 2粒子i的代价Ji计算公式如下： 24)按照下式更新每个种群粒子i在迭代周期k的移动速度 参数解 粒子最优解 以及种群 最优解Sk， i＝1,2, …,W， λ为惯性权重， c1为粒子最优解的加速度常数、 c2为种群 最优解的加速度常数； r1为粒子最优解的随机数、 r2为种群最优解的随机数； 迭代终止后， 第K个迭代周期的种群最优解SK即为离线训练得到的最优参数解。 4.一种多相直线感应电机瞬态推力波动的抑制方法， 其特征在于， 所述抑制方法的具 体过程如下： 31)根据次级磁场定向及次级磁链稳态条件， 推导多相直线感应电机的矩阵式数学模 型如下所示， uds为初级电压D轴向量， uqs为初级电压Q轴向量， ids为初级电流D轴向量， iqs为 初级电流Q轴向量， Rs为电阻矩阵， Ls为电感矩阵， Ll为漏感矩阵， s为微分算子， ωe为同步角 速度； 32)计算初级电流D轴向量跟踪误差 Δids与Q轴向量跟踪误差 Δiqs； 其中， 为D轴电流指令， 为Q轴电流指令； 33)根据初级电流DQ轴向量的跟踪误差， 分别计算D轴与Q轴的正序反馈电压指令 和 ωc为截止频率， 电感矩阵Ls及漏感矩阵Ll的对角元素实现各轴电流的独立控制， 电感 矩阵Ls及漏感矩阵Ll的非对角元 素实现异套三相绕组之间同轴电流的反电动势解耦； 根据D轴与Q轴的电流指令， 分别计算D轴与Q轴的正序前馈电压指令 和 电感矩 阵Ls及漏感矩阵Ll的对角元素实现同套三相绕组内部异轴电流的交叉解耦， 电感矩阵Ls及权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115276504 A 3