(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110054881.5 (22)申请日 2021.01.15 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 112861427 A (43)申请公布日 2021.05.28 (73)专利权人 湖南科技大 学 地址 411201 湖南省湘潭市雨湖区石码头 (72)发明人 张铸　姜金美　张仕杰　 (74)专利代理 机构 湖南乔熹知识产权代理事务 所(普通合伙) 43262 专利代理师 安曼 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01)(56)对比文件 CN 108510 074 A,2018.09.07 Zhou Xiaoz hao,etc. .Intelligent Rescheduling Researc h on Train Dispatching Secti on of Mai n Line Highspeed Railway Based o n Improved GWO Algorithm. 《2020 IE EE 5th Internati onal Conference o n Intelligent Transportati on Engineering》 .2020, 方一鸣， 等.基 于改进灰狼算法和多 核极限 学习机的铁水硅含量预测建模. 《控制理论与应 用》 .2020, 审查员 卢秋茹 (54)发明名称 一种基于改进灰狼优化算法的永磁同步电 机参数辨识方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于改进灰狼优化算法 的永磁同步电机参数辨识方法， 包括建立永磁同 步电机理论模 型和实际模型， 比较理论模型输出 值和实际模型输出值； 进行算法参数设置， 采用 Fuch映射和反向学习策略对种群进行初始化， 理 论模型与实际模型输出的值之差根据适应度函 数进行修正； 根据引入非线性收敛因子结合灰狼 攻击策略、 自适应正态云模型以及粒子群优化算 法的个体记忆功能进行灰狼位置更新， 直到达到 最大迭代 值时停止计算。 本发明所提出的基于改 进灰狼优化算法的永磁同步电机参数辨识方法， 实现参数的智能寻优， 辨识结果证明此方法实现 了对永磁同步电机参数精准、 稳定、 快速的辨识 追踪。 权利要求书5页 说明书10页 附图2页 CN 112861427 B 2022.09.27 CN 112861427 B 1.一种基于改进灰狼优化算法的永磁同步电机参数辨识方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： 步骤a)建立空载状态下的永磁同步电机实际模型和理论模型； 步骤b)将步骤a所得实际模型 y＝[ud0,uq0,ud,uq]输出值与理论模型 的输出值进行比较， 求理论模型输出值与实际模型输出值之差； 其中， ud0为实际模型在 id＝0 控制策略下采集的d轴电压测量值， uq0为实际模型在id＝0控制策略下采集的q轴电压测量 值， ud为实际模 型在id≠0控制策略下采集的d轴电压测量值， uq为实际模型在id≠0控制策略下 采集的q轴电压测量值； 为理论模型在id＝0控制策略下采集的d轴电压计算值， 为理 论模型在id＝0控制策略下采集的q轴电压计算值， 为理论模型在id≠0控制策略下采集的d 轴电压计算 值， 为理论模型在id≠0控制策略下采集的q轴电压计算 值； 步骤c)根据适应度函数在改进的灰狼优化算法基础上对待辨识参数不断进行修正， 从 而得到最优辨识参数； 其中， 步骤c具体包括： 步骤c1)设置算法所需参数， 采用Fuc h映射和反向学习策略产生初始种群Xnew； 步骤c2)计算新初始种群Xnew的适应度值并排序， 选取其中适应度值最好的前N个灰狼 个体作为新的灰狼初始种群X1； 步骤c3)在新的灰狼初始种群X1中确定前三等级灰狼的适应度和灰狼个体位置xα、 xβ、 xδ， 以确定灰狼最优位置； 步骤c4)更新非线性收敛因子a， 系数A、 C， 和灰狼个 体位置， 具体为： 式中， t为当前迭代次数， r1、 r2分别为[0,1]之间的随机数， tmax是最大迭代次数， k为非 线性调节系数； 步骤c5)引入正态云模型， 得到此 时的狼群位置X ′， 重复步骤c3以重新确定前三等级的 灰狼适应度和个 体位置； 步骤c6)引入粒子群算法中个体记忆功能， 按照个体记忆公式进一步更新灰狼个体位 置， 至此， 该种群 每一只灰狼位置更新完毕； 步骤c7)判断步骤c1～步骤c6中计算机所迭代的次数， 是否达到设置的最大迭代次数， 如果达到最大迭代次数则终止运行， 输出此时所得最优位置， 实现永磁同步电机参数 的辨 识及追踪， 否则， 转到步骤c2。 2.根据权利要求1所述的基于改进灰狼优化算法的永磁同步电机参数辨识方法， 其特 征在于， 步骤a具体包括： 步骤a1)在dq坐标系下设定永磁同步电机的定 子电压方程； 步骤a2)在dq坐标系下推导永磁同步电机的离散电压方程， 得实际模型y＝[ud0,uq0,ud, uq]输出值； 步骤a3) 根据步骤a1 和步骤a 2提供的电 压方程求得同 步电 机理论模型权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 112861427 B 23.根据权利要求2所述的基于改进灰狼优化算法的永磁同步电机参数辨识方法， 其特 征在于， 步骤a1具体为： 忽略永磁同步电机的涡流损耗以及铁损耗， 在dq坐标系下， 永磁同步电机的定子电压 方程为： 其中， id与iq分别为d轴电流和q轴电流， ud与uq分别为d轴电压和q轴电压， ωr是电气角 转速， Rs、 Ld、 Lq与 ψf分别为定 子电阻， d、 q轴电感和永磁 体磁链。 4.根据权利要求2所述的基于改进灰狼优化算法的永磁同步电机参数辨识方法， 其特 征在于， 步骤a2具体为： 电机稳定状态下的电压 离散方程为： 式中， ud(k)为实际模型第k次采集的d轴电压测量值， uq(k)为实际模型第k次采集的q轴 电压测量值， id(k)为实际模型第k次采集的d轴电流测量值， iq(k)为实际模型第k次采集的q 轴电流测量 值， ωr(k)是实际模型第k次采集的电气角转速测量 值； PMSM通常采用id＝0进行解耦控制， 故 公式(2)可以简化 为： 式中， ud0(k)为实际模型在id＝0控制策略下第k次采集的d轴电压测量值， uq0(k)为实际 模型在id＝0控制策略下第k次采集的q轴电压测量值， ωr0(k)是实际模型在id＝0控制策略 下第k次采集的电气角转速测量值， iq0(k)为实际模型在id＝0控制策略下第k次采集的q轴 电流测量 值； 通过式(2)和式(3)得实际模型y＝[ud0,uq0,ud,uq]输出值。 5.根据权利要求2所述的基于改进灰狼优化算法的永磁同步电机参数辨识方法， 其特 征在于， 步骤a3具体为： 空载状态下的永磁同步电机理论模型需要同时辨识的参数有 4个， 分别是 Rs、 Ld、 Lq与 ψf， 而式(2)和(3)的阶数均为二阶， 如要获得准确的辨识参数值需要一个四阶模型， 此刻采用 在稳态时向d轴注入id≠0的电流策略， 得四阶永磁同步电机dq轴理论模型的函数：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 112861427 B 3