一种获得电机转动惯量的方法和装置

摘要

本申请实施例提供了一种获得电机转动惯量的方法和装置，用于获得电机的转动惯量。所述方法包括：获得电机在第n‑1周期的第n‑1实际转速；n为正整数；获得与所述电机对应的可调模型输出的第n‑1推定转速；所述第n‑1推定转速为所述可调模型基于第n‑1轮计算结果输出的转速；根据所述第n‑1实际转速和所述第n‑1推定转速，获得第n轮计算结果；所述第n轮计算结果中包括第n转动惯量相关量；判断所述第n转动惯量相关量和所述第n‑1轮计算结果中的第n‑1转动惯量相关量是否满足预设关系；当所述第n转动惯量相关量和所述第n‑1转动惯量相关量满足所述预设关系时，确定所述第n转动惯量相关量对应的第n转动惯量为所述电机的实际转动惯量。

权利要求

1.一种获得电机转动惯量的方法，其特征在于，包括：

获得电机在第n-1周期的第n-1实际转速；n为正整数；

获得与所述电机对应的可调模型输出的第n-1推定转速；所述第n-1推定转速为所述可调模型基于第n-1轮计算结果输出的转速；

根据所述第n-1实际转速和所述第n-1推定转速，获得第n轮计算结果；所述第n轮计算结果中包括第n转动惯量相关量；

判断所述第n转动惯量相关量和所述第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系；

当所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量满足所述预设关系时，确定所述第n转动惯量相关量对应的第n转动惯量为所述电机的实际转动惯量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在判断所述第n转动惯量相关量和所述第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系之后，还包括：当所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量不满足所述预设关系时，将所述第n轮计算结果输入所述可调模型，以使所述可调模型基于所述第n轮计算结果在第n+1周期输出与所述第n-1推定转速不同的第n推定转速。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第n-1实际转速和所述第n-1推定转速，获得第n轮计算结果，包括：根据下列公式获得所述第n轮计算结果：

其中， Bmn'为第n粘滞摩擦系数，Jn'为第n转动惯量，Tln'为

第n负载转矩， Bm0为所述可调模型的初始粘滞摩擦系数，

J0为所述可调模型的初始转动惯量，Tl0为所述可调模型的初始负载转矩，Ωi第i实际转速，Ω'i为第i推定转速，Ωn-1为所述第n-1实际转速，Ω'n-1为所述第n-1推定转速，Tei为第i转矩，Ten-1为第n-1转矩，k1k2k3k4k5k6≠0，ΔT为周期；k1和k2为使an'收敛的任意值，k3和k4为使bn'收敛的任意值，k5和k6为使cn'收敛的任意值，且k1k2k3k4k5k6≠0。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述第n轮计算结果至少包括Jn'、Bmn'和Tln'，所述第n转动惯量相关量为Jn'时，判断所述第n转动惯量相关量和所述第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系，包括：判断第n-1转动惯量Jn-1'与Jn'的比值是否在预设范围内；当Jn-1'与Jn'的所述比值在所述预设范围内时，表示所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量满足所述预设关系；其中，Jn-1'为所述第n-1转动惯量相关量。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述第n轮计算结果至少包括an'、bn'和cn'，所述第n转动惯量相关量为bn'时，判断所述第n转动惯量相关量和所述第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系，包括：判断bn-1'与bn'之差的绝对值是否小于阈值；当所述绝对值小于所述阈值时，表示所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量满足所述预设关系；其中，bn-1'为所述第n-1转动惯量相关量。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述可调模型按照下列公式，基于所述第n轮计算结果在第n+1周期输出与所述第n-1推定转速不同的第n推定转速：其中，Ωn'为所述第n推定转速，Ten为第n转矩。

7.一种获得电机转动惯量的装置，其特征在于，包括：

实际转速获得单元，用于获得电机在第n-1周期的第n-1实际转速；n为正整数；

推定转速获得单元，用于获得与所述电机对应的可调模型输出的第n-1推定转速；所述第n-1推定转速为所述可调模型基于第n-1轮计算结果输出的转速；

计算单元，用于根据所述第n-1实际转速和所述第n-1推定转速，获得第n轮计算结果；

所述第n轮计算结果中包括第n转动惯量相关量；

判断单元，用于判断所述第n转动惯量相关量和所述第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系；

确定单元，用于当所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量满足所述预设关系时，确定所述第n转动惯量相关量对应的第n转动惯量为所述电机的实际转动惯量。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

输入单元，用于在判断所述第n转动惯量相关量和所述第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系之后，当所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量不满足所述预设关系时，将所述第n轮计算结果输入所述可调模型，以使所述可调模型基于所述第n轮计算结果在第n+1周期输出与所述第n-1推定转速不同的第n推定转速。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述计算单元用于根据下列公式获得所述第n轮计算结果：其中， Bmn'为第n粘滞摩擦系数，Jn'为第n转动惯量，Tln'为

第n负载转矩， Bm0为所述可调模型的初始粘滞摩擦系数，

J0为所述可调模型的初始转动惯量，Tl0为所述可调模型的初始负载转矩，Ωi第i实际转速，Ω'i为第i推定转速，Ωn-1为所述第n-1实际转速，Ω'n-1为所述第n-1推定转速，Tei为第i转矩，Ten-1为第n-1转矩，k1k2k3k4k5k6≠0，ΔT为周期；k1和k2为使an'收敛的任意值，k3和k4为使bn'收敛的任意值，k5和k6为使cn'收敛的任意值，且k1k2k3k4k5k6≠0。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，当所述第n轮计算结果至少包括Jn'、Bmn'和Tln'，所述第n转动惯量相关量为Jn'时，所述判断单元用于判断第n-1转动惯量Jn-1'与Jn'的比值是否在预设范围内；当Jn-1'与Jn'的所述比值在所述预设范围内时，表示所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量满足所述预设关系；其中，Jn-1'为所述第n-1转动惯量相关量。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，当所述第n轮计算结果至少包括an'、bn'和cn'，所述第n转动惯量相关量为bn'时，所述判断单元用于判断bn-1'与bn'之差的绝对值是否小于阈值；当所述绝对值小于所述阈值时，表示所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量满足所述预设关系；其中，bn-1'为所述第n-1转动惯量相关量。

12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述可调模型按照下列公式，基于所述第n轮计算结果在第n+1周期输出与所述第n-1推定转速不同的第n推定转速：其中，Ωn'为所述第n推定转速，Ten为第n转矩。

说明书

一种获得电机转动惯量的方法和装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种获得电机转动惯量的方法和装置。

背景技术

[0002] 转动惯量是电机的一个重要参数。目前，在对电机进行控制时，通常直接采用电机生产商提供的规格参数当中的转动惯量。然而，转动惯量并不是一个恒定的值，它与电机实际运行状况有关系。例如电机带风机叶片和不带风机叶片运行，两种情况下的转动惯量差别非常大。所以，测试规格参数的环境与电机实际应用场合的不同，将导致规格参数中给定的转动惯量和实际转动惯量之间存在或大或小的误差。而给定转动惯量与实际转动惯量之间的误差，将会导致对电机的控制不准确的技术问题。

发明内容

[0003] 本申请实施例提供了一种获得电机转动惯量的方法和装置，用于获取电机的转动惯量。

[0004] 第一方面，本申请提供了一种获得电机转动惯量的方法，包括：

[0005] 获得电机在第n-1周期的第n-1实际转速；n为正整数；

[0006] 获得与所述电机对应的可调模型输出的第n-1推定转速；所述第n-1推定转速为所述可调模型基于第n-1轮计算结果输出的转速；

[0007] 根据所述第n-1实际转速和所述第n-1推定转速，获得第n轮计算结果；所述第n轮计算结果中包括第n转动惯量相关量；

[0008] 判断所述第n转动惯量相关量和所述第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系；

[0009] 当所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量满足所述预设关系时，确定所述第n转动惯量相关量对应的第n转动惯量为所述电机的实际转动惯量。

[0010] 可选的，在判断所述第n转动惯量相关量和所述第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系之后，还包括：

[0011] 当所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量不满足所述预设关系时，将所述第n轮计算结果输入所述可调模型，以使所述可调模型基于所述第n轮计算结果在第n+1周期输出与所述第n-1推定转速不同的第n推定转速。

[0012] 可选的，根据所述第n-1实际转速和所述第n-1推定转速，获得第n轮计算结果，包括：

[0013] 根据下列公式获得所述第n轮计算结果：

[0014]

[0015] 其中， Bmn'为第n粘滞摩擦系数，Jn'为第n转动惯量，Tln'为第n负载转矩， Bm0为所述可调模型的初始粘滞摩擦
系数，J0为所述可调模型的初始转动惯量，Tl0为所述可调模型的初始负载转矩，Ωi第i实际转速，Ω'i为第i推定转速，Ωn-1为所述第n-1实际转速，Ω'n-1为所述第n-1推定转速，Tei为第i转矩，Ten-1为第n-1转矩，k1k2k3k4k5k6≠0，ΔT为周期。

[0016] 可选的，当所述第n轮计算结果至少包括Jn'、Bmn'和Tln'，所述第n转动惯量相关量为Jn'时，判断所述第n转动惯量相关量和所述第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系，包括：

[0017] 判断第n-1转动惯量Jn-1'与Jn'的比值是否在预设范围内；当Jn-1'与Jn'的所述比值在所述预设范围内时，表示所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量满足所述预设关系；其中，Jn-1'为所述第n-1转动惯量相关量。

[0018] 可选的，当所述第n轮计算结果至少包括an'、bn'和cn'，所述第n转动惯量相关量为bn'时，判断所述第n转动惯量相关量和所述第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系，包括：

[0019] 判断bn-1'与bn'之差的绝对值是否小于阈值；当所述绝对值小于所述阈值时，表示所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量满足所述预设关系；其中，bn-1'为所述第n-1转动惯量相关量。

[0020] 可选的，所述可调模型按照下列公式，基于所述第n轮计算结果在第n+1周期输出与所述第n-1推定转速不同的第n推定转速：

[0021]

[0022] 其中，Ωn'为所述第n推定转速，Ten为第n转矩。

[0023] 另一方面，本申请提供了一种获得电机转动惯量的装置，包括：

[0024] 实际转速获得单元，用于获得电机在第n-1周期的第n-1实际转速；n为正整数；

[0025] 推定转速获得单元，用于获得与所述电机对应的可调模型输出的第n-1推定转速；所述第n-1推定转速为所述可调模型基于第n-1轮计算结果输出的转速；

[0026] 计算单元，用于根据所述第n-1实际转速和所述第n-1推定转速，获得第n轮计算结果；所述第n轮计算结果中包括第n转动惯量相关量；

[0027] 判断单元，用于判断所述第n转动惯量相关量和所述第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系；

[0028] 确定单元，用于当所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量满足所述预设关系时，确定所述第n转动惯量相关量对应的第n转动惯量为所述电机的实际转动惯量。

[0029] 可选的，所述装置还包括：

[0030] 输入单元，用于在判断所述第n转动惯量相关量和所述第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系之后，当所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量不满足所述预设关系时，将所述第n轮计算结果输入所述可调模型，以使所述可调模型基于所述第n轮计算结果在第n+1周期输出与所述第n-1推定转速不同的第n推定转速。

[0031] 可选的，所述计算单元用于根据下列公式获得所述第n轮计算结果：

[0032]

[0033] 其中， Bmn'为第n粘滞摩擦系数，Jn'为第n转动惯量，Tln'为第n负载转矩， Bm0为所述可调模型的初始粘滞摩擦
系数，J0为所述可调模型的初始转动惯量，Tl0为所述可调模型的初始负载转矩，Ωi第i实际转速，Ω'i为第i推定转速，Ωn-1为所述第n-1实际转速，Ω'n-1为所述第n-1推定转速，Tei为第i转矩，Ten-1为第n-1转矩，k1k2k3k4k5k6≠0，ΔT为周期。

[0034] 可选的，当所述第n轮计算结果至少包括Jn'、Bmn'和Tln'，所述第n转动惯量相关量为Jn'时，所述判断单元用于判断第n-1转动惯量Jn-1'与Jn'的比值是否在预设范围内；当Jn-1'与Jn'的所述比值在所述预设范围内时，表示所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量满足所述预设关系；其中，Jn-1'为所述第n-1转动惯量相关量。

[0035] 可选的，当所述第n轮计算结果至少包括an'、bn'和cn'，所述第n转动惯量相关量为bn'时，所述判断单元用于判断bn-1'与bn'之差的绝对值是否小于阈值；当所述绝对值小于所述阈值时，表示所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量满足所述预设关系；其中，bn-1'为所述第n-1转动惯量相关量。

[0036] 可选的，所述可调模型按照下列公式，基于所述第n轮计算结果在第n+1周期输出与所述第n-1推定转速不同的第n推定转速：

[0037]

[0038] 其中，Ωn'为所述第n推定转速，Ten为第n转矩。

[0039] 本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

[0040] 在本申请实施例的技术方案中，首先获得电机在第n-1周期的第n-1实际转速，以及与电机对应的可调模型输出的第n-1推定转速。其中，第n-1推定转速为可调模型基于第n-1轮计算结果输出的转速；n为正整数。然后，根据第n-1实际转速和第n-1推定转速，获得第n轮计算结果，第n轮计算结果中包括第n转动惯量相关量。接下来，判断第n转动惯量相关量和第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系，当满足预设关系时，确定第n转动惯量相关量对应的第n转动惯量为电机的实际转动惯量。所以，通过本申请实施例中的技术方案就获得了电机的实际转动惯量，那么，根据实际转动惯量对电机进行控制就会更加准确。

附图说明

[0041] 图1为本申请实施例中获得电机转动惯量的方法流程图；

[0042] 图2为本申请实施例中获得电机转动惯量的模型框架的示意图；

[0043] 图3为本申请实施例中获得电机转动惯量的装置结构示意图。

具体实施方式

[0044] 本申请实施例提供了一种获得电机转动惯量的方法和装置，用于获得电机的转动惯量。

[0045] 本申请提供的技术方案总体思路如下：

[0046] 在本申请实施例的技术方案中，首先获得电机在第n-1周期的第n-1实际转速，以及与电机对应的可调模型输出的第n-1推定转速。其中，第n-1推定转速为可调模型基于第n-1轮计算结果输出的转速；n为正整数。然后，根据第n-1实际转速和第n-1推定转速，获得第n轮计算结果，第n轮计算结果中包括第n转动惯量相关量。接下来，判断第n转动惯量相关量和第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系，当满足预设关系时，确定第n转动惯量相关量对应的第n转动惯量为电机的实际转动惯量。所以，通过本申请实施例中的技术方案就获得了电机的实际转动惯量，那么，根据实际转动惯量对电机进行控制就会更加准确。

[0047] 下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

[0048] 本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

[0049] 本申请第一方面提供了一种获得电机转动惯量的方法，请参考图1，包括如下步骤：

[0050] S101：获得电机在第n-1周期的第n-1实际转速。

[0051] S102：获得与所述电机对应的可调模型输出的第n-1推定转速。

[0052] S103：根据所述第n-1实际转速和所述第n-1推定转速，获得第n轮计算结果。

[0053] S104：判断所述第n转动惯量相关量和所述第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系。

[0054] S105：当所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量满足所述预设关系时，确定所述第n转动惯量相关量对应的第n转动惯量为所述电机的实际转动惯量。

[0055] 在S101中，获得电机在第n-1周期的第n-1实际转速，具体为通过转速传感器检测或者控制软件获得电机在第n-1周期的实际转速。在本申请实施例中，周期是指每轮计算的周期，周期长度ΔT可以与脉冲调制信号的周期相一致，例如1.4×10-4s到2.5×10-4s中的任意长度。另外，n为正整数，例如3，4或10等。

[0056] 在S102中，获得与电机对应的可调模型输出的第n-1推定转速。具体来讲，电机在运行中，可以得到电机的实际模型，即电机传递函数。在本申请实施例中，可调模型的传递函数为与电机的实际模型形式一致，而参数可调的函数。所以，可调模型是与电机对应的。推定转速是根据可调模型的函数和输入而得到的转速。举例来说，例如电机的实际模型为其中，J为电机的实际转动惯量，Ω为输出的实际转速，Te为输入的转矩
命令值，Tl为实际负载转矩，Bm为实际的粘滞摩擦系数。那么可调模型为与电机实际模型形式一致的 其中，J'为可调模型的转动惯量，Ω'为可调模型输出的
转速，Te为输入可调模型的转矩，与输入电机的转矩命令值相同，Tl'为可调模型的负载转矩，Bm'为可调模型的粘滞摩擦系数。

[0057] 第n-1推定转速为可调模型基于上一轮计算结果，即第n-1轮计算结果输出的转速。具体来讲，可调模型基于第n-1轮计算结果调整参数，例如可调模型的转动惯量，可调模型的负载转矩和/或可调模型的粘滞摩擦系数，然后根据输入而输出第n-1推定转速。

[0058] 在具体实现过程中，为获得电机的实际转动惯量而进行第n轮计算时，S101可以先于S102执行，S102也可以先于S101执行，还可以同时执行S101和S102，本申请不做具体限制。

[0059] 获得第n-1实际转速和第n-1推定转速后，S103中，基于第n-1实际转速和第n-1推定转速进行第n轮计算，进而获得第n轮计算结果。如图2所示，在本申请实施例中，每一轮计算，从电机获得的实际转速Ω和可调模型输出的推定转速Ω'均输入到计算模块中进行计算。计算模块按照预设的算法处理，进而输出本轮计算结果。

[0060] 具体来讲，本申请实施例中的第n轮计算结果中包括第n转动惯量相关量。在本申请实施例中，第n转动惯量相关量可以为第n转动惯量本身，也可以为第n转动惯量的应变量，例如第n转动惯量的倒数值或第n转动惯量的3倍值，本申请不做具体限制。

[0061] 获得第n转动惯量相关量后，在S104中，判断第n转动惯量相关量和第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系。在本申请实施例中，预设关系表示可调模型的参数与电机实际模型的参数一致或接近。进一步，当第n转动惯量相关量和第n-1转动惯量相关量满足预设关系时，S105中确定第n转动惯量相关量对应的第n转动惯量为电机的实际转动惯量。

[0062] 具体来讲，由于可调模型的函数形式与电机实际模型的形式是一致的，而电机实际模型又表示电机的实际状态，所以，当第n转动惯量相关量和第n-1转动惯量相关量满足预设关系时，表示可调模型的参数已调整至与电机实际模型的参数一致或接近，进而表示此时的可调模型与电机实际模型是相同或接近相同。因此，此时可调模型的第n转动惯量相关量对应的第n转动惯量就与电机的实际转动惯量相同或接近，故可以作为电机的实际转动惯量。

[0063] 所以，由上述描述可知，当第n转动惯量相关量和第n-1转动惯量相关量满足预设关系时，可调模型相当于电机实际模型，可调模型的第n转动惯量就相当于电机的实际转动惯量，所以，将第n转动惯量作为实际转动惯量，就获得了电机的实际转动惯量。

[0064] 在本申请另一实施例中，在S104之后，还可以包括：

[0065] 当所述第n转动惯量相关量和所述第n-1转动惯量相关量不满足所述预设关系时，将所述第n轮计算结果输入所述可调模型，以使所述可调模型基于所述第n轮计算结果在第n+1周期输出与所述第n-1推定转速不同的第n推定转速。

[0066] 具体来讲，当S104中判断出第n转动惯量相关量和第n-1转动惯量相关量不满足预设关系时，表示此时可调模型的参数还没有调整到与电机一致或者接近一致，所以，可调模型仍然需要继续调整参数。所以，在本申请实施例中，当第n转动惯量相关量和第n-1转动惯量相关量不满足预设关系时，进一步将计算模块输出的第n轮计算结果输入可调模型，进而使可调模型调整参数，从而在第n+1周期输出与第n-1推定转速不同的第n推定转速。

[0067] 在本申请实施例中，如果第n转动惯量相关量和第n-1转动惯量相关量不满足预设关系时，将第n轮计算结果输入可调模型，然后再次执行S101至S104，直到第n转动惯量相关量和第n-1转动惯量相关量满足预设关系，确定出电机的实际转动惯量才结束。

[0068] 接下来，对如何获得第n轮计算结果进行详细介绍。

[0069] 在本申请实施例中，根据下列公式(1)获得第n轮计算结果：

[0070]

[0071] 具体来讲， Bmn'为第n粘滞摩擦系数，Jn'为第n转动惯量，Tln'为第n负载转矩。 Bm0为可调模型的初始粘滞摩擦系
数，J0为可调模型的初始转动惯量，Tl0为可调模型的初始负载转矩。Bm0、J0和Tl0由本领域技术人员任意设置。其中，由于J0将作为分母，所以在设置时J0具体可以设置为任意非零实数，本申请不做具体限制。Ωi第i实际转速，即电机在第i周期的实际转速，Ω'i为第i推定转速，可模型在第i周期输出的转速。

[0072] 在初始时刻，将a'(0),b'(0),c'(0)作为初始值，或者将Bm0、J0和Tl0作为初始值，当n＝1，即进行第1轮计算时，将Bm0'＝Bm0、J0'＝J0和Tl0'＝Tl0代入或者将a'0＝a'(0),b'0＝b'(0)和c'0＝c'(0)代入 获得可调模
型的第0推定转速Ω'0。检测电机输出的第0实际转速Ω0，进而，将Ω'0和Ω0，代入公式(1)获 得
所以本申请实施例中的n从1开始取值。获得b'1和c'1的过程类似。

[0073] 当n＝2，即进行第2轮计算时:将a'1b'1和c'1代入 获得第1推定转速Ω'1。并检测第1实际转速Ω1，代入公式(1)获得

[0074]

[0075] 后续过程以此类推，这里就不一一赘述了。

[0076] 在本申请实施例中，k1和k2具体为使an'收敛的任意值，k3和k4具体为使bn'收敛的任意值，k5和k6具体为使cn'收敛的任意值。同时，k1k2k3k4k5k6≠0。在具体实现过程中，k1、k2、k3、k4、k5和k6可以相同也可以不完全相同。

[0077] Ωn-1为第n-1实际转速，Ω'n-1为第n-1推定转速。Tei为第i转矩，即第i周期输入可调模型和电机的转矩命令值，Ten-1为第n-1转矩，即在第n-1周期输入电机和可调模型的转矩命令值。ΔT为周期。

[0078] 在本申请实施例中，第n轮计算结果至少包括Jn'、Bmn'和Tln'，或者至少包括an'、bn'和cn'。所以，当需要执行第n轮计算时，将Ωn-1和Ω'n-1输入计算模块，进而计算模块基于公式(1)执行计算，就可以获得Jn'、Bmn'和Tln'，或者an'、bn'和cn'。

[0079] 在本申请实施例中，电机实际模型为： 进而可调模型为其中，J为电机的实际转动惯量，Ω为输出的实际转速，Te为输入的
转矩，Bm为实际粘滞摩擦系数，Tl为实际的负载转矩。J'为可调模型的转动惯量，Ω'为可调模型输出的转速，Te为输入的转矩，Bm'为可调模型的粘滞摩擦系数，Tln'为可调模型的负载转矩。

[0080] 在具体实现过程中，基于第n-1实际转速和第n-1推定转速获得第n转动惯量的方法有多种，例如基于李雅普诺夫函数、波波夫不等式或最小二乘法等，本申请不做具体限制。在本申请实施例中，将以波波夫函数为例详细获得公式(1)的推导过程。

[0081] 首先，令 电机实际模型可以变形为：

[0082] 电机实际模型可以变形为：

[0083]

[0084] 其中，公式(2)中的 “·”表示为微分算符。将公式(2)转换为矩阵形式，得到：

[0085]

[0086] 其中，A＝[-a],B＝[b]，C＝[-c]。

[0087] 类似地，可以将可调模型变形为：

[0088]

[0089] 其中，

[0090] Bm'为待确定的可调模型的粘滞摩擦系数，J'为待确定的可调模型的转动惯量，Tl'为待确定的可调模型的负载转矩。

[0091] 然后，公式(3)减去公式(4)，得到

[0092]

[0093] 其中，e＝Ω-Ω'。

[0094] 接下来，增加线性补偿器D，获得前向线性定常模块

[0095]

[0096] 其中，I为单位矩阵，I(-w)为前向定常模块的输入，y为线性部分输出以及非线性部分的输入，w为非线性部分的输出。

[0097] 由公式(5)和公式(6)可得，

[0098] I(-w)＝[A-A']Ω'+[B-B']Te+[C-C']。  公式(7)

[0099] 而I为单位矩阵，所以w＝-[A-A']Ω'-[B-B']Te-[C-C']。  公式(8)

[0100] 要使图2表示的系统为渐进超稳定系统，需要公式(6)形成的等价前向方块的传递函数严格正实。根据正实引理可知，传递函数严格正实必须满足中PA+ATP＝-Q，和PI＝D，P和Q为任意正定对称矩阵。

[0101] 假设选择P＝[1]，即令P为单位矩阵，那么可以推出D＝[1]，PA+ATP＝-Q＝[-2a]。而 所以 Q为正定矩阵。

[0102] 进一步，波波夫不等式为γ0为有限实数，t表示进行计算时刻与初始时刻直接的时间差，具体为t＝nΔT。由上述公式(6)和公式(8)，可将公式(9)化为：

[0103]

[0104] 可见，要使最终η(0,t)≥-γ02成立，需η1(0,t)≥-γ12,η2(0,t)≥-γ22,η3(0,t)2
≥-γ3，γ1、γ2、γ3为有限实数。

[0105] 所以，假设

[0106] 则 为

[0107]

[0108] 进一步，假设 则当k1＞0时，

[0109]

[0110] 另外，对 两边求导得，

[0111]

[0112] 此处取G2(t,τ)＝k2(Ω-Ω')Ω'，可以使得

[0113]

[0114] 进而，结合公式(11)和公式(13)，可以看出，

[0115] η1(0,t)＝η11(0,t)+η12(0,t)≥-γ112-γ122≥-γ12。  公式(14)[0116] 所以，上述公式(10)的假设成立，因此

[0117]

[0118] 将公式(15)中的dτ换成dt，得公式(15)的标准形式

[0119]

[0120] 同理，可以假设b'推出η2(0,t)≥-γ22，假设c'推出η3(0,t)≥-γ32，进而确定假设的b'和c'成立，得到

[0121]

[0122] 和

[0123]

[0124] 结合公式(16)、公式(17)和公式(18)，可得

[0125]

[0126] 最后，将上述公式(19)离散化，得到

[0127]

[0128] 在本申请实施例中，第n轮计算结果有两种可能。第一种，至少将Jn'、Bmn'和Tln'作为第n轮计算结果。在具体实现过程中，第n轮计算结果进一步还可以包括an'、bn'和/或cn'等，本申请不做具体限制。第二种，至少将an'、bn'和cn'作为第n轮计算结果。在具体实现过程中，第n轮计算结果进一步还可以包括Jn'、Bmn'和/或Tln'。

[0129] 由于第n轮计算结果有两种可能，所以S104中判断第n转动惯量相关量与第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系，也有两种具体实现方式。

[0130] 第一种：

[0131] 当第n轮计算结果至少包括Jn'、Bmn'和Tln'，且第n转动惯量相关量为Jn'时，S104具体包括：

[0132] 判断第n-1转动惯量Jn-1'与Jn'的比值是否在预设范围内。

[0133] 当第n转动惯量相关量为第n转动惯量Jn'本身时，获得第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量Jn-1'。在第一种实现方式中，Jn-1'就是第n-1转动惯量相关量。然后进一步获得[0134] 在第一种实现方式中，判断第n转动惯量相关量与第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系，具体为判断 是否在预设范围内。在本申请实施例中，预设范围为1附近的小范围，例如[0.995，1.005]，或[0.998，1.002]等。在具体实现过程中，预设范围越小，最终作为实际转动惯量的第n转动惯量越接近实际转动惯量。本申请所属领域的普通技术人员可以根据实际进行设置，本申请不做具体限制。

[0135] 具体来讲，当 在预设范围内时，表示 等于1或者接近于1。而等于1或者接近于1，表明Ω'n-1等于或接近于Ωn-1，进而表明此时可调模型的参数等于或接近于电机实际模型，所以可以将Jn'视为电机实际转动惯量J。所以，当 在预设范围内时，表示第n转动惯量相关量与第n-1转动惯量相关量满足预设关系。

[0136] 进一步，在第一种实现方式中，由于第n转动惯量相关量就是第n转动惯量本身，所以在S105中直接确定Jn'为实际转动惯量。

[0137] 第二种：

[0138] 当第n轮计算结果至少包括an'、bn'和cn'，且第n转动惯量相关量为bn'时，S104具体包括：

[0139] 判断bn-1'与bn'之差的绝对值是否小于阈值。

[0140] 当第n转动惯量相关量为bn'时，获得第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量bn-1'。在第二种实现方式中，bn-1'就是第n-1转动惯量相关量。然后进一步获得|b'n-b'n-1|或|b'n-1-b'n|。

[0141] 在第二种实现方式中，判断第n转动惯量相关量与第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系，具体为判断|b'n-b'n-1|或|b'n-1-b'n|是否小于阈值。在本申请实施例中，阈值为0或接近于0的数，例如0，0.05，或0.1等。在具体实现过程中，阈值越小，越接近0，最终作为实际转动惯量的第n转动惯量越接近实际转动惯量。本申请所属领域的普通技术人员可以根据实际进行设置，本申请不做具体限制。

[0142] 具体来讲，|b'n-b'n-1|或|b'n-1-b'n|小于阈值时，表示|b'n-b'n-1|或|b'n-1-b'n|等于0或者接近于0。而|b'n-b'n-1|或|b'n-1-b'n|等于0或者接近于0，表明Ω'n-1等于或接近于Ωn-1，进而表明此时可调模型的参数等于或接近于电机实际模型，所以可以将Jn'视为电机实际转动惯量J。所以，当|b'n-b'n-1|或|b'n-1-b'n|小于阈值时，表示第n转动惯量相关量与第n-1转动惯量相关量满足预设关系。

[0143] 进一步，由于 所以在第二种实现方式中，S105中确定的第n转动惯量相关量对应的第n转动惯量就是

[0144] 进一步，可调模型为 所以按照公式(20)输出第n-1推定转速。

[0145]

[0146] 其中，Jn-1'为第n-1轮计算出的第n-1转动惯量，Tln-1'为第n-1负载转矩，Bmn-1'为第n-1粘滞摩擦系数，Ten-1为第n-1转矩。

[0147] 以及，可调模型按照公式(21)输出第n推定转速。

[0148]

[0149] 其中，Ωn'为所述第n推定转速，Ten为第n转矩，即第n周期输入电机和可调模型的转矩值。

[0150] 进一步，在具体实现过程中，若利用计算机获得推定转速，则计算机具体为利用将离散化后的公式进行计算。例如利用公式(21)离散化后的公式获得Ωn'，具体为[0151]

[0152] 基于与前述实施例中获得电机转动惯量同样的发明构思，本申请第二方面还提供一种获得电机转动惯量的装置，如图3所示，包括：

[0153] 实际转速获得单元301，用于获得电机在第n-1周期的第n-1实际转速；n为正整数；

[0154] 推定转速获得单元302，用于获得与电机对应的可调模型输出的第n-1推定转速；第n-1推定转速为可调模型基于第n-1轮计算结果输出的转速；

[0155] 计算单元303，用于根据第n-1实际转速和第n-1推定转速，获得第n轮计算结果；第n轮计算结果中包括第n转动惯量相关量；

[0156] 判断单元304，用于判断第n转动惯量相关量和第n-1轮计算结果中的第o-1转动惯量相关量是否满足预设关系；

[0157] 确定单元305，用于当第n转动惯量相关量和第n-1转动惯量相关量满足预设关系时，确定第n转动惯量相关量对应的第n转动惯量为电机的实际转动惯量。

[0158] 进一步，本申请实施例中的装置还包括：

[0159] 输入单元，用于在判断第n转动惯量相关量和第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系之后，当第n转动惯量相关量和第n-1转动惯量相关量不满足预设关系时，将第n轮计算结果输入可调模型，以使可调模型基于第n轮计算结果在第n+1周期输出与第n-1推定转速不同的第n推定转速。

[0160] 具体来讲，计算单元303用于根据下列公式获得第n轮计算结果：

[0161]

[0162] 具体来讲， Bmn'为第n粘滞摩擦系数，Jn'为第n转动惯量，Tln'为第n负载转矩， Bm0为可调模型的初始粘滞摩擦系
数，J0为可调模型的初始转动惯量，Tl0为可调模型的初始负载转矩，Ωi第i实际转速，Ω'i为第i推定转速，Ωn-1为第n-1实际转速，Ω'n-1为第n-1推定转速，Tei为第i转矩，Ten-1为第n-1转矩，k1k2k3k4k5k6≠0，ΔT为周期。

[0163] 当第n轮计算结果至少包括Jn'、Bmn'和Tln'，第n转动惯量相关量为Jn'时，判断单元304用于判断第n-1转动惯量Jn-1'与Jn'的比值是否在预设范围内；当Jn-1'与Jn'的比值在预设范围内时，表示第n转动惯量相关量和第n-1转动惯量相关量满足预设关系；其中，Jn-1'为第n-1转动惯量相关量。

[0164] 而当第n轮计算结果至少包括an'、bn'和cn'，第n转动惯量相关量为bn'时，判断单元304用于判断bn-1'与bn'之差的绝对值是否小于阈值；当绝对值小于阈值时，表示第n转动惯量相关量和第n-1转动惯量相关量满足预设关系；其中，bn-1'为第n-1转动惯量相关量。

[0165] 具体来讲，可调模型按照下列公式，基于第n轮计算结果在第n+1周期输出与第n-1推定转速不同的第n推定转速：

[0166]

[0167] 其中，Ωn'为所述第n推定转速，Ten为第n转矩。

[0168] 前述图1-图2实施例中的获得电机转动惯量的方法各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的获得电机转动惯量的装置，通过前述对获得电机转动惯量的方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中获得电机转动惯量的装置的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

[0169] 本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

[0170] 在本申请实施例的技术方案中，首先获得电机在第n-1周期的第n-1实际转速，以及与电机对应的可调模型输出的第n-1推定转速。其中，第n-1推定转速为可调模型基于第n-1轮计算结果输出的转速；n为正整数。然后，根据第n-1实际转速和第n-1推定转速，获得第n轮计算结果，第n轮计算结果中包括第n转动惯量相关量。接下来，判断第n转动惯量相关量和第n-1轮计算结果中的第n-1转动惯量相关量是否满足预设关系，当满足预设关系时，确定第n转动惯量相关量对应的第n转动惯量为电机的实际转动惯量。所以，通过本申请实施例中的技术方案就获得了电机的实际转动惯量，那么，根据实际转动惯量对电机进行控制就会更加准确。

[0171] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。