基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库的构建方法
技术领域
1.本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库的构建方法。
背景技术：2.异步电机作为交流传动系统中的主要执行环节，已广泛应用在现代交流传动系统中，且其自身属于一个高阶次、非线性、强耦合的多变量系统，在转差频率控制、恒压频比控制等基于稳态模型的控制方案中，无法实现电磁转矩的快速控制。因此，为获得异步电机的高动态调速性能，需要建立其动态数学模型，并设计电机磁链和转矩的控制规律，以达到转矩的快速控制效果。矢量控制系统作为一种已获得成熟应用的高性能交流电动机调速系统，其核心控制思想是利用矢量变换和转子磁链定向的方法，先将异步电机模型等效为直流电机模型，然后参照直流电机的控制策略来设计其控制系统，从而实现转矩和磁链的控制。
3.目前，在异步电机矢量控制系统的工程仿真应用和系统模型库的构建过程中，采用过程式建模(又称为因果建模)的思想，且模型求解时采用面向过程的编程语言，如m语言、c语言等，其技术特点是需要工程师对所建模型进行手工推导和分解，一方面需要明确方程的求解顺序，工作量繁琐且复杂；另一方面也需要掌握异步电机控制系统的解耦、编译和求解技术，建立经分解、等效和变型后的系统模型，最后得到系统模型库，这使得模型现有拓扑结构与物理系统的实际拓扑结构相差甚远，且所开发模型的可重用性、可重构性以及可扩展性较差。
4.因此，相关技术中通过采用过程式建模构建异步电机矢量控制系统，来得到系统模型库的方式会导致工作量繁琐复杂，且不适合复杂物理系统的建模。
技术实现要素：5.本发明的主要目的在于提供一种基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库的构建方法，以解决相关技术在构建异步电机矢量控制系统模型库时，工作量繁琐复杂、模型重用性和扩展性较差的问题。
6.为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库的构建方法，包括：
7.按照异步电机矢量控制系统的拓扑结构分解所述系统，得到多种模型；
8.根据所述多种模型，采用陈述式建模构建基于modelica的异步电机矢量控制系统中对应的模型；
9.将所述系统中对应的模型分类管理，构建基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库。
10.可选地，所述按照异步电机矢量控制系统的拓扑结构分解所述系统，得到多种模型，包括：
11.确定所述系统的模型目标；
12.按照所述系统的拓扑结构和所述模型目标，将所述系统通过数据抽象、接口分离和模块化设计分解，分解为多种模型；
13.其中，所述多种模型包括通用基础模型、单机设备模型、测试模型和系统模型。
14.可选地，所述根据所述多种模型，采用陈述式建模构建基于modelica的异步电机矢量控制系统中对应的模型，包括：
15.根据所述多种模型，基于modelica语言建立所述系统的通用基础模型，其中，所述通用基础模型是所述模型库中最低一级的模型；
16.设计连接器，通过所述连接器在不同组件之间、不同单机设备之间或组件与外界之间进行交互通讯；
17.通过连接不同的通用基础模型，构建通用基础模型的上一级模型；
18.采用面向对象的陈述式建模方式，独立建立所述系统的每个单机设备模型。
19.进一步地，所述采用面向对象的陈述式建模方式，独立建立所述系统的每个单机设备模型，包括：
20.利用所述系统的基尔霍夫定律、电机等效电路或控制策略理论知识，将单机物理模型转化为以方程表达的数学模型；
21.利用modelica语言，将所述数学模型转化为对应的单机设备模型。
22.进一步地，在采用面向对象的陈述式建模方式，独立建立所述系统的每个单机设备模型之后，所述方法还包括：
23.根据实际需求构建所述单机设备模型对应的测试模型；
24.将所述单机设备模型连接到所述测试模型中进行仿真，得到仿真结果；
25.将所述仿真结果与期望的理论结果进行比对，判断两者是否相符；
26.如果两者相符，则所述单机设备模型通过测试；
27.如果两者不符，则所述单机设备模型未通过测试，重复修改所述单机设备模型，并将修改后的单机设备模型连接到所述测试模型中进行仿真，直至修改后的单机设备模型通过测试。
28.进一步地，在采用面向对象的陈述式建模方式，独立建立所述系统的每个单机设备模型之后，所述方法还包括：
29.根据所述系统的拓扑结构，利用所述连接器将各个单机设备模型进行有序地组合和连接，构建基于modelica的异步电机矢量控制系统模型。
30.进一步地，在构建基于modelica的异步电机矢量控制系统模型之后，所述方法还包括：
31.对所述异步电机矢量控制系统模型进行仿真分析，获取仿真结果；
32.基于所述仿真结果和所述异步电机矢量控制系统模型的模型目标，对所述异步电机矢量控制系统模型不断调整，直到调整后的仿真结果符合设计要求，完成验证。
33.进一步地，所述将所述系统中对应的模型分类管理，构建基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库，包括：
34.将所述系统中对应的模型和异步电机矢量控制系统模型分类管理，得到基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库。
35.本发明的第二方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行第一方面任意一项提供的基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库的构建方法。
36.本发明的第三方面提供了一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行第一方面任意一项提供的基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库的构建方法。
37.在本发明实施例提供的基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库的构建方法中，按照异步电机矢量控制系统的拓扑结构分解所述系统，得到多种模型；根据所述多种模型，采用陈述式建模构建基于modelica的异步电机矢量控制系统中对应的模型；陈述式建模的对象只与模型中的变量和方程相关，建模时无需关注模型求解方案的具体细节，使系统模型和系统模型库的复杂度得以有效降低；
38.将所述系统中对应的模型分类管理，构建基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库。modelica模型采用微分、代数和离散方程的数学描述，具备通用性、开放性和标准化的特点，可重用性、可重构性、可扩展性好，解决了相关技术在构建异步电机矢量控制系统模型库时，工作量繁琐复杂、模型重用性和扩展性较差的问题。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本发明实施例提供的基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库的构建方法流程示意图；
41.图2为本发明实施例提供的异步电机矢量控制系统的原理图；
42.图3为本发明实施例提供的异步电机矢量控制系统的拓扑结构图；
43.图4为本发明实施例提供的异步电机矢量控制系统模型图；
44.图5为本发明实施例提供的异步电机矢量控制系统模型效果展示图；
45.图6为本发明实施例提供的异步电机矢量控制系统模型库总体结构图；
46.图7为本发明实施例提供的异步电机矢量控制系统模型库树状图；
47.图8为本发明实施例提供的电子设备框图。
具体实施方式
48.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
49.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
50.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
51.异步电机作为交流传动系统中的主要执行环节，已广泛应用在现代交流传动系统中，且其自身属于一个高阶次、非线性、强耦合的多变量系统，在转差频率控制、恒压频比控制等基于稳态模型的控制方案中，无法实现电磁转矩的快速控制。因此，为获得异步电机的高动态调速性能，需要建立其动态数学模型，并设计电机磁链和转矩的控制规律，以达到转矩的快速控制效果。矢量控制系统作为一种已获得成熟应用的高性能交流电动机调速系统，其核心控制思想是利用矢量变换和转子磁链定向的方法，先将异步电机模型等效为直流电机模型，然后参照直流电机的控制策略来设计其控制系统，从而实现转矩和磁链的控制。
52.目前，在异步电机矢量控制系统的工程仿真应用和系统模型库的构建过程中，采用过程式建模(又称为因果建模)的思想，且模型求解时采用面向过程的编程语言，如m语言、c语言等，其技术特点是需要工程师对所建模型进行手工推导和分解，一方面需要明确方程的求解顺序，工作量繁琐且复杂；另一方面也需要掌握异步电机控制系统的解耦、编译和求解技术，建立经分解、等效和变型后的系统模型，最后得到系统模型库，这使得模型现有拓扑结构与物理系统的实际拓扑结构相差甚远，且所开发模型的可重用性、可重构性以及可扩展性较差。因此，过程式建模整体工作量大、开发效率低、技术要求高等，且不适合复杂物理系统的建模。
53.为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库的构建方法，modelica作为一种基于方程、面向对象、强大组件化建模能力的多领域统一建模语言，支持非因果陈述式建模、连续离散混合建模、面向对象建模等多种建模方式，适用于包括机械、电力、液压、热流、控制等各类子系统模型及大规模复杂物理系统的建模与仿真。此外，陈述式建模的对象只与模型中的变量和方程相关，建模时无需关注模型求解方案的具体细节，使系统建模的复杂度得以有效降低。同时，modelica模型采用微分、代数和离散方程的数学描述，具备了通用性、开放性和标准化的特点，可重用性、可重构性、可扩展性好。因此，在寻求易于理解、建模效率高、模型重用性高、支持陈述式建模且能反映实际物理系统的异步电机矢量控制系统的工程应用背景下，基于modelica语言的建模技术和方案是非常符合这一需求的。
54.本发明实施例提出了一种基于方程和非因果建模的、面向对象的、可描述复杂物理系统层次结构的、可重用性和可扩展性高的异步电机矢量控制系统模型库的构建方法，通过运用此方法，可以更加真实地反映异步电机矢量控制系统的物理拓扑，大大降低模型的开发难度，显著提高模型重用性和扩展性，有效缩短异步电机矢量控制方案的实施周期，提高工程效率。
55.如图1所示，基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库的构建方法包括如下的步骤s101至步骤s103：
56.步骤s101：按照异步电机矢量控制系统的拓扑结构分解所述系统，得到多种模型；将异步电机矢量控制系统进行功能性分解，根据异步电机矢量控制系统拓扑结构的物理特性和模型假设，将该系统分解为多种模型，所述多种模型包括通用基础模型、单机设备模型、测试模型和系统模型等一层对象。在此分解的基础上，为了建模需要，对一层对象进行二次分解，并将单机组件模型、接口模型、测试模型、系统模型等依次归类。
57.异步电机矢量控制系统的原理图如图2所示，其中，ia、ib、ic表示三相电流，i
sα
、i
sβ
、i
sd
、i
sq
分别代表定子电流经坐标变换后的α轴分量、β轴分量、d轴分量和q轴分量，分别代表矢量控制过程中对应电流的给定值，2r/2s变换表示反旋转变换，2s/3s变换表示反clark变换。在具体实现异步电机矢量控制系统时，采用以转子磁链定向的方式，按转子磁链定向的异步电机矢量控制系统拓扑结构如图3所示，其中，α轴电流、β轴电流、q轴电流分别表示定子电流经坐标变换后的α轴分量、β轴分量和q轴分量,异步电机矢量控制系统的拓扑结构包括电机本体模型、控制器模型、逆变器模型，控制器模型由多个单机设备模型构成，包括pwm发生器、角度模型、转矩磁链模型/pi调节器，还包括转矩计算模块和磁链计算模块。
58.具体的，所述步骤s101包括：
59.确定所述系统的模型目标；根据异步电机矢量控制系统的任务，确定系统的模型目标和扩展用途，明确必须通过模型获得的信息和模型不需要考虑的信息。所述任务可以是异步电机的转速控制、位置控制等，所述系统的模型目标可以是在特定运行工况下，转速跟随或位置跟随的误差小于5％或1％，所述扩展用途主要涉及异步电机控制系统仿真模型在工程上的拓展与应用，比如风电系统的发电机仿真，新能源汽车驱动电机系统仿真，通用机械的驱动系统仿真等。
60.根据所述系统的原理，构建概念模型；异步电机矢量控制系统的原理图如图2所示，按转子磁链定向的异步电机矢量控制系统拓扑结构如图3所示，概念模型是异步电机矢量控制系统的原理框图，可对系统设计的原理、功能和结构特性进行研究与辅助分析，在反映系统建模思路的基础上，进一步帮助工程师更加清晰的认识和理解待设计的物理系统。
61.在充分考虑模型重用性的基础上，按照所述系统的拓扑结构和所述模型目标，将所述系统通过数据抽象、接口分离和模块化设计分解，分解为多种模型；所述数据抽象，即将系统模型中的共有特征抽离出来用一个抽象模型进行表达，是一种提高模型重用性的重要手段；所述接口分离，即将不同组件与单机设备模型分开进行建模，在模型实例化的过程中声明组件属性；所述模块化设计分解，包含了异步电机矢量控制系统中的接口模型、组件模型、图标模型、单机设备模型、测试模型、系统模型等。
62.其中，所述多种模型包括通用基础模型、单机设备模型、测试模型和系统模型；
63.所述通用基础模型包括接口模型、组件模型、传感器模型、图标模型和信号源模型，所述组件模型包括公共组件模型和单机组件模型；进一步的，所述接口模型表示各组件的输入输出特征和组件间传递关系，接口类型包括单相电接口、三相电接口、转动机械接口和控制接口；所述图标模型表示各单机设备模型、测试模型和模型库目录的外观属性，包括
调节器图标、电机控制器图标、测试模型图标和模型库目录图标；所述公共组件模型表示各单机设备共有的元件或设备的自身特性，包括积分模块、二极管、接地和查表模块，所述单机组件模型表示所述系统中实际物理单机设备的电气属性，包括转子磁链计算组件、电磁转矩计算组件、pwm发生器组件和电机控制器组件。
64.所述单机设备模型包括电机控制器(imfoc_controller)、转速调节器(speed-regulator)、位置调节器(position-regulator)、pwm发生器、角度模型和转矩磁链模型；
65.所述测试模型包括各单机设备对应的测例；
66.所述系统模型包括不同目标信号下的速度跟随模型和位置跟随模型。
67.步骤s102：根据所述多种模型，采用陈述式建模构建基于modelica的异步电机矢量控制系统中对应的模型；根据所述多种模型，利用modelica语言，采用非因果的陈述式建模构建所述系统中对应的模型，在所述非因果的陈述式建模中，由方程系统的数据流环境确定模型的输入输出变量和方程求解顺序。
68.具体的，所述步骤s102包括：
69.根据所述多种模型，基于modelica语言建立所述系统的通用基础模型，其中，所述通用基础模型是所述模型库中最低一级的模型，是系统模型库中最小的构造单元；
70.设计连接器，通过所述连接器在不同组件之间、不同单机设备之间或组件与外界之间进行交互通讯；连接器作为组件模型的一部分，用于实现不同组件之间、不同单机设备之间或组件与外界之间的信息传递；连接器中包含需要描述的各类物理量，如电子元件中的电压与电流，液压流体元件中的压力和流量，驱动元件中的力矩与角度，热元件中的温度与熵流等。设计异步电机矢量控制系统模型的所有连接器，并确定一组合理的连接器变量。连接器应该使组件连接变得简单自然，对于物理组件模型的连接器，必须保证在物理上能够实现组件连接。
71.异步电机矢量控制系统模型的连接器的类型包括电气连接器、机械连接器、热连接器和控制接口连接器，如表1所示。
72.表1
73.[0074][0075]
表1中，前三种连接器属于包含流变量和势变量的专业型接口，满足广义基尔霍夫定律，而控制接口主要包括实型接口和布尔型接口，同类型的连接器可根据需要自由连接，并生成非因果的连接方程，无需指定求解顺序；各组件之间、各单机设备之间均通过连接器连接，借助这种连接关系，系统中会自动建立起满足广义基尔霍夫定律的平衡方程。
[0076]
通过连接不同的通用基础模型，构建通用基础模型的上一级模型；通用基础模型通过连接可构建上一级模型；
[0077]
采用面向对象的陈述式建模方式，独立建立所述系统的每个单机设备模型。通用基础模型和连接器是建立异步电机矢量控制系统中的单机设备模型的基础，异步电机矢量控制系统的每个单机设备模型都以面向对象的陈述式建模方法单独建立，不依赖于外界环境。
[0078]
进一步的，所述采用面向对象的陈述式建模方式，独立建立所述系统的每个单机设备模型，包括：
[0079]
利用所述系统的基尔霍夫定律、电机等效电路或控制策略理论知识，将单机物理模型转化为以方程表达的数学模型；单机设备模型的每个以方程表达的数学模型都以最自然的形式独立编写，无需规定输入输出变量和方程的求解顺序，具有非因果特性；方程尽量与书本和文献中的形式一致，保证可读性和知识积累效果。
[0080]
利用modelica语言和建模软件平台mworks，将所述数学模型转化为对应的单机设备模型。本发明以多领域统一建模仿真软件mworks平台为支撑工具，以异步电机矢量控制系统模型为载体，通过参数配置和模型的编译求解，来完成基于modelica的异步电机系统的矢量控制。
[0081]
进一步的，在采用面向对象的陈述式建模方式，独立建立所述系统的每个单机设备模型之后，所述方法还包括：
[0082]
根据实际需求构建所述单机设备模型对应的测试模型；
[0083]
将所述单机设备模型连接到所述测试模型中进行仿真，得到仿真结果；
[0084]
将所述仿真结果与期望的理论结果进行比对，判断两者是否相符；
[0085]
如果两者相符，则所述单机设备模型通过测试，表示所设计的单机设备模型得到验证；
[0086]
如果两者不符，则所述单机设备模型未通过测试，重复修改所述单机设备模型，并将修改后的单机设备模型连接到所述测试模型中进行仿真，直至修改后的单机设备模型通过测试。如果两者不符合，不符合的原因有建模颗粒度高、参数配置不合理、模型内部拓扑与实际不符等，则需要围绕模型拓扑、参数配置以及建模颗粒度等方面重新修改和完善，直
到单机设备模型的测试结果达到要求。
[0087]
进一步的，在采用面向对象的陈述式建模方式，独立建立所述系统的每个单机设备模型之后，所述方法还包括：
[0088]
根据所述系统的拓扑结构，利用所述连接器将各个单机设备模型进行有序地组合和连接，构建基于modelica的异步电机矢量控制系统模型。利用连接器连接所述多种模型中的不同组件或单机设备，在不同组件之间、不同单机设备之间或组件与外界之间进行信息传递，得到基于modelica的异步电机矢量控制系统模型。
[0089]
根据图2所示的拓扑结构，对单机设备模型进行有序地组合和连接，建立一种实际的异步电机矢量控制系统模型，并对其进行仿真研究；建立的异步电机矢量控制系统模型如图4所示，整个系统主要包括异步电机、电机控制器、负载、逆变器、直流电源、速度/位置传感器、信号源等，其中，constant表示直流电压源，inverter表示逆变器，currentsensor表示电流传感器，aimc表示异步电机，angularvelecitysensor表示角速度传感器，torquestep表示负载，imfoc_controller表示异步电机矢量控制系统的控制器，object_w表示信号源的目标转速，object_phi表示信号源的目标位置，freqhz＝1表示给定转速或位置信号的频率。根据系统设计的预期目标与功能，对仿真模型不断调整与验证，直到系统仿真结果符合设计要求。
[0090]
进一步的，在构建基于modelica的异步电机矢量控制系统模型之后，所述方法还包括：
[0091]
对所述异步电机矢量控制系统模型进行仿真分析，获取仿真结果；系统模型验证完成后，根据实际异步电机矢量控制系统各类工况任务的要求，进行相关的仿真分析，并通过模型获取所需的信息和知识。
[0092]
基于所述仿真结果和所述异步电机矢量控制系统模型的模型目标，对所述异步电机矢量控制系统模型不断调整，直到调整后的仿真结果符合设计要求，完成验证。
[0093]
在异步电机矢量控制系统模型的仿真结果符合设计要求下，系统模型的控制效果如图5所示，当目标信号均设置为正弦信号时，可以看出，异步电机的实际位置曲线(im.phi)与目标位置曲线(object.phi)的重合度较高，实际速度曲线(im.w)与目标速度曲线(object.w)的重合度也较高，位置跟随误差和速度跟随误差均较小，控制精度高。
[0094]
步骤s103：将所述系统中对应的模型分类管理，构建基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库。
[0095]
具体的，所述步骤s103包括：
[0096]
将所述系统中对应的模型和异步电机矢量控制系统模型分类管理，得到基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库。
[0097]
结合前述设计分解得到的多种模型，利用modelica语言开发适用于异步电机矢量控制系统中对应的模型，将各个物理实体抽象后得到的模型库总体结构如图6所示，整个模型库在充分提取对象的公用特征的基础上，开发了通用基础模型，包括接口模型、公共组件模型、单机组件模型、传感器模型等，然后根据单机设备的拓扑和功能，对各组件模型进行有序的组合和连接，形成系统中各单机设备模型，最后根据控制系统的拓扑结构和控制策略，将各个单机设备模型有序的整合起来形成一个完整的异步电机矢量控制系统模型。并且，模型库按照设计习惯进行定义与分类，以便于管理、使用和扩充。
[0098]
依次建立系统对应的所有通用基础模型、单机设备模型、测试模型和系统模型，并将各种模型分类以后以模型库形式进行管理，得到如图7所示的异步电机矢量控制系统模型库树状图。
[0099]
从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：
[0100]
本发明采用的陈述式建模的对象只与模型中的变量和方程相关，建模时无需关注模型求解方案的具体细节，使构建系统模型和模型库的复杂度得以有效降低；
[0101]
modelica模型采用微分、代数和离散方程的数学描述，具备了通用性、开放性和标准化的特点，可重用性、可重构性、可扩展性好；
[0102]
本发明可以真实地反映异步电机矢量控制系统的物理拓扑，大大降低模型和模型库的开发难度，显著提高模型重用性和扩展性，有效缩短异步电机矢量控制方案的实施周期，提高了工程效率；
[0103]
本发明构建的模型库按照设计习惯进行定义与分类，便于管理、使用和扩充。
[0104]
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0105]
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图8所示，该电子设备包括一个或多个处理器81以及存储器82，图8中以一个处理器81为例。
[0106]
该控制器还可以包括：输入装置83和输出装置84。
[0107]
处理器81、存储器82、输入装置83和输出装置84可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。
[0108]
处理器81可以为中央处理器(central processing unit，简称为cpu)，处理器81还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，简称为dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称为asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，简称为fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合，通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器。
[0109]
存储器82作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的控制方法对应的程序指令/模块。处理器81通过运行存储在存储器82中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库的构建方法。
[0110]
存储器82可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据服务器操作的处理装置的使用所创建的数据等。此外，存储器82可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器82可选包括相对于处理器81远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至网络连接装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0111]
输入装置83可接收输入的数字或字符信息，以及产生与服务器的处理装置的用户
设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置84可包括显示屏等显示设备。
[0112]
一个或者多个模块存储在存储器82中，当被一个或者多个处理器81执行时，执行如图1所示的方法。
[0113]
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各电机控制方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，简称为rom)、随机存储记忆体(random access memory，简称为ram)、快闪存储器(flash memory，简称为fm)、硬盘(hard disk drive，简称为hdd)或固态硬盘(solid-state drive，简称为ssd)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0114]
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
技术特征：1.一种基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库的构建方法，其特征在于，包括：按照异步电机矢量控制系统的拓扑结构分解所述系统，得到多种模型；根据所述多种模型，采用陈述式建模构建基于modelica的异步电机矢量控制系统中对应的模型；将所述系统中对应的模型分类管理，构建基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照异步电机矢量控制系统的拓扑结构分解所述系统，得到多种模型，包括：确定所述系统的模型目标；按照所述系统的拓扑结构和所述模型目标，将所述系统通过数据抽象、接口分离和模块化设计分解，分解为多种模型；其中，所述多种模型包括通用基础模型、单机设备模型、测试模型和系统模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多种模型，采用陈述式建模构建基于modelica的异步电机矢量控制系统中对应的模型，包括：根据所述多种模型，基于modelica语言建立所述系统的通用基础模型，其中，所述通用基础模型是所述模型库中最低一级的模型；设计连接器，通过所述连接器在不同组件之间、不同单机设备之间或组件与外界之间进行交互通讯；通过连接不同的通用基础模型，构建通用基础模型的上一级模型；采用面向对象的陈述式建模方式，独立建立所述系统的每个单机设备模型。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用面向对象的陈述式建模方式，独立建立所述系统的每个单机设备模型，包括：利用所述系统的基尔霍夫定律、电机等效电路或控制策略理论知识，将单机物理模型转化为以方程表达的数学模型；利用modelica语言，将所述数学模型转化为对应的单机设备模型。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在采用面向对象的陈述式建模方式，独立建立所述系统的每个单机设备模型之后，所述方法还包括：根据实际需求构建所述单机设备模型对应的测试模型；将所述单机设备模型连接到所述测试模型中进行仿真，得到仿真结果；将所述仿真结果与期望的理论结果进行比对，判断两者是否相符；如果两者相符，则所述单机设备模型通过测试；如果两者不符，则所述单机设备模型未通过测试，重复修改所述单机设备模型，并将修改后的单机设备模型连接到所述测试模型中进行仿真，直至修改后的单机设备模型通过测试。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在采用面向对象的陈述式建模方式，独立建立所述系统的每个单机设备模型之后，所述方法还包括：根据所述系统的拓扑结构，利用所述连接器将各个单机设备模型进行有序地组合和连接，构建基于modelica的异步电机矢量控制系统模型。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在构建基于modelica的异步电机矢量控制
系统模型之后，所述方法还包括：对所述异步电机矢量控制系统模型进行仿真分析，获取仿真结果；基于所述仿真结果和所述异步电机矢量控制系统模型的模型目标，对所述异步电机矢量控制系统模型不断调整，直到调整后的仿真结果符合设计要求，完成验证。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所述系统中对应的模型分类管理，构建基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库，包括：将所述系统中对应的模型和异步电机矢量控制系统模型分类管理，得到基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1-8任意一项所述的基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库的构建方法。10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1-8任意一项所述的基于modelica的异步电机矢量控制系统模型库的构建方法。
技术总结本发明公开了一种基于Modelica的异步电机矢量控制系统模型库的构建方法，包括：按照异步电机矢量控制系统的拓扑结构分解所述系统，得到多种模型；根据所述多种模型，采用陈述式建模构建基于Modelica的异步电机矢量控制系统中对应的模型；将所述系统中对应的模型分类管理，构建基于Modelica的异步电机矢量控制系统模型库。本发明陈述式建模的对象只与模型中的变量和方程相关，建模时无需关注模型求解方案的具体细节，使系统模型和系统模型库的复杂度得以有效降低；Modelica模型采用微分、代数和离散方程的数学描述，具备通用性、开放性和标准化的特点，可重用性、可重构性、可扩展性好。好。好。
技术研发人员：胡锦涛 屈严 魏星 丁吉 鲍丙瑞 刘玉辉 张宝坤 梁德栋 周凡利 陈立平
受保护的技术使用者：苏州同元软控信息技术有限公司
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/11/1
