文档介绍：浙江大学电气工程学院
博士学位论文
电机传动系统参数辨识方法的研究
姓名:吴靖
申请学位级别:博士
专业:电机与电器
指导教师:赵荣祥
20080701
摘要农业、航空航天等领域发挥越来越重大的作用。永磁同步电动机以其特点广泛应参数变化对电机性能的影响,以永磁同步电机为例,围绕如何通过参数辨识来提在早期阶段,直流调速系统在传动领域中占统治地位。然而,从年代后期开始,交流电动机在工业应用领域正在取代直流电动机,交流传动变得越来越经济和受欢迎。永磁交流伺服系统作为电气传动领域的重要组成部分,在工业、用于中小功率传动场合,成为研究的重要领域。然而,永磁同步电动机具有较大的转动脉动,而对于这些应用场合,转矩平滑通常是基本要求。因此,对永磁交流伺服系统的应用,必须考虑其转矩脉动的抑制问题。本文针对电机传动系统中高永磁同步电动机的控制性能,借助自行开发的全数字永磁交流伺服系统平台,对永磁同步电动机的磁场定向控制,参数辨识,神经网络和扩展卡尔曼滤波在控制系统中的应用,抑制转矩脉动,提高系统性能几个方面展开深入的研究。本文从永磁同步电动机及其控制系统的基本结构出发,对通过参数辨识抑制转矩脉动进行了较为细致的分析。针对不同情况,通过改进电机的控制系统,提出了多种参数辨识方法。主要内容如下:⒒诙ㄗ哟帕捶匠蹋⒘擞来磐降缍囊话闶P汀>瓯浠唬得出在静止两相晗岛托A较小坐标系下永磁同步电动机电压方程和转矩方程。⒎治隽擞来磐降缍噶靠刂葡低车墓ぷ髟恚樯芰擞来磐降动基于磁场定向的矢量控制的基本概念。经对永磁同步电动机系统进行分析,推导并建立了幻控制时整个电机系统的数学模型。⒒诔榷ㄐ岳砺鄣哪P筒慰甲允视刂圃恚杓屏艘恢帜P筒慰甲允视控制系统,考虑电机参数的时变性,对永磁交流伺服系统的绕组电阻和电机负载转矩辨识进行了研究,以保持系统的动态性能。利用/建立仿真模型,对控制性能进行了验证,仿真实验证明这种方法的可行性。⑷斯ど窬缇哂泻芮康难靶阅埽盗返亩嗖闵窬缒芤匀我饩ǘ逼近非线性函数,因此为非线性系统辨识提供了一个强有力的工具。本章针对永磁同步电机提出了一种以电机输出转速为目标函数的神经网络控制方案,同时应用人工神经网络理论建立和设计了负载转矩扰动辨识的算法以及相应的控制系统的补偿方法,并应用软件进行了计算机仿真,仿真证明和传统的控制方法相比,以电机输出转速为指导值和目标函数的神经网络控制方案能有效地提高神经网络的收敛速度,能有效地改善控制系统的动态响应,具有跟踪性能好和鲁棒性较强等优点。浙江人学博士学位论文摘要
链的实时估计是很准确的,由此构成的永磁交流伺服系统具有良好的静、动态性关键词:永磁同步电动机矢量控制参数辨识模型参考自适应人工神经网⒌缁牟问崴孀盼律痛怕繁ズ头⑸浠杞性谙呤凳北媸丁1疚睦用电机的定子电流、电压和转速,采用递推最小二乘法进行在线参数辨识,该方法不需要观测的磁链信号,消除了磁链观测和参数辨识的耦合。电机状态方程由于存在状态变量的乘积项,对电机参数辨识以后,仍然是非线性方程,为了对电机状态方程进行状态估计,得到电机的参数辨识值,本文采用扩展卡尔曼滤波进行状态估计,对以上方法的仿真实验得到了满意的结果。⒈疚幕谑值缁刂谱ㄓ肈自行开发了全数字永磁交流伺服系统平台,通过软件实现扩展卡尔曼滤波对电阻和磁链的估计,以及基于磁场定向的空间矢量控制算法,获得了令人满意的实验结果,证明扩展卡尔曼滤波算法对电阻和磁能。络扩展卡尔曼滤波器空间矢量转矩控制转矩脉动浙江人学博宦畚摘要
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第一章绪论课题研究背景永磁同步电机发展概述年代后期开始,交流电动机在宽广的工业应用领域正在取代直流电动机。起然后,有些领域仍然不适合用交流传动。其中之一是要求精确转矩控制的应济的各个领域以及人们的日常生活之中。电动机的类型主要有同步电动机、异步等缺点,使其应用范围受到了很大限制。而异步电动机构造简单,价格低,维护工作量低,容易实现弱磁调速。缺点是转子散热困难,转子电阻受温度影响变化从世纪初期起,可调速传动的电动机在钢铁工业和汽车工业中就获得了广泛的大量的应用。在早期阶段,直流电动机广泛地用于调速控制。然后,从初由于交流电动机传动需要更复杂的控制器,在经济上是不可行,也是不能被广泛接受的。然而,在结合了数字控制技术和大功率半导体装置两方面的先进技术之后,交流传动变得越来越经济和受欢迎。现在几乎在所有领域内直流传动已被交流传动所替代。用领域。交流电动机有时候会产生转矩误差或由于一些参数变化而引起转矩脉动。为了克服这些问题,在控制器设计中必须采用更先进的技术。这些技术以电动机参数的估计和辨识为基础,并使用了包括高速的数字信号