当前位置:主页 > 科技论文 > 电气论文 >

永磁同步电机转动惯量辨识方法研究

发布时间:2018-12-15 12:57
【摘要】:永磁同步电机由于高功率密度、体积小、高可靠性的特点,被广泛应用于高性能控制领域中,如工业机器人、CNC数控机床、混合动力汽车等。其中转动惯量是永磁同步电机中一个十分重要的参数。一般情况下,若负载变化,转动惯量也会变化。当电机转动惯量变化较大时,若伺服系统控制器参数不变,则会导致伺服电机的控制精度变低,甚至会引起控制系统不稳定。因此,需要辨识永磁同步电机伺服系统转动惯量,并且根据辨识的结果对电机控制器的PI参数进行整定。这样才能提高伺服系统的控制性能,并增强控制系统的抗干扰能力和鲁棒性。由于现有的辨识算法,如减速法、人工轨迹法等,都是属于离线辨识。虽然其算法简单,但是其辨识精度低,以及辨识时间长。而现有的在线辨识算法,如最小二乘法、模型参考自适应算法等,虽然有一些学者在进行研究,但是仍然不能得出令人满意的结果。因此在线辨识仍然处于研究阶段,值得深入研究。本文首先介绍了永磁同步电机的数学模型和矢量控制基本原理;其次深入研究了积分法、改进的最小二乘法、模型参考自适应辨识算法原理,并在Matlab中搭建了电机控制系统仿真模型,并采用上述不同的算法在该模型基础上进行仿真,并得出各个算法的辨识结果。再次针对不同的辨识算法结果进行分析,并根据辨识结果对各种算法进行相应地改进,再次仿真并与之前的结果进行比较,得出结论。针对传统最小二乘法辨识产生的数据饱和的现象,引入遗忘因子。仿真结果表明,利用遗忘因子最小二乘法能够有效防止数据饱和并能够使辨识时间缩短。同时针对传统模型参考自适应原理辨识误差较大的现象,引入了加权递推平均滤波算法。仿真结果表明,引入加权平均滤波算法后,不仅可以减小辨识的误差,同时也能让辨识误差和辨识时间有一个较好的折衷选择。最后根据电机控制系统的要求,选取最适合的算法进行实验的验证。并在永磁同步电机伺服控制系统中加入参数自整定功能。仿真和实验结果表明,模型参考自适应算法辨识效果较好,且基于转动惯量的控制器PI参数自整定可以显著地提高控制系统的抗干扰能力。
[Abstract]:Permanent magnet synchronous motor (PMSM) is widely used in high performance control fields such as industrial robot, CNC machine tool, hybrid electric vehicle and so on because of its high power density, small size and high reliability. The moment of inertia is a very important parameter in PMSM. In general, if the load changes, the moment of inertia will also change. When the moment of inertia of the motor changes greatly, if the parameters of the servo system controller are not changed, the control precision of the servo motor will become lower, and even the control system will be unstable. Therefore, it is necessary to identify the moment of inertia of the permanent magnet synchronous motor servo system, and to adjust the PI parameters of the motor controller according to the identification results. Only in this way can the control performance of the servo system be improved, and the anti-interference ability and robustness of the control system be enhanced. The existing identification algorithms, such as deceleration method and artificial trajectory method, are all off-line identification. Although its algorithm is simple, but its identification accuracy is low, and the identification time is long. However, the existing online identification algorithms, such as least square method, model reference adaptive algorithm and so on, have been studied by some scholars, but the results are still not satisfactory. Therefore, online identification is still in the research stage, which is worthy of further study. This paper first introduces the mathematical model and the basic principle of vector control of permanent magnet synchronous motor (PMSM). Secondly, the integration method, the improved least square method, the principle of model reference adaptive identification algorithm are deeply studied, and the simulation model of motor control system is built in Matlab, and the simulation is carried out on the basis of the above different algorithms. The identification results of each algorithm are obtained. The results of different identification algorithms are analyzed again, and the corresponding improvements are made according to the identification results, and then the simulation results are compared with the previous results, and the conclusions are drawn. Aiming at the phenomenon of data saturation caused by traditional least square method, the forgetting factor is introduced. The simulation results show that the least square method of forgetting factor can effectively prevent data saturation and shorten the identification time. At the same time, a weighted recursive average filter algorithm is introduced to solve the problem of large identification error in the traditional model reference adaptive principle. The simulation results show that the weighted average filtering algorithm can not only reduce the identification error, but also make a good compromise between the identification error and the identification time. Finally, according to the requirements of motor control system, select the most suitable algorithm for experimental verification. The parameter self-tuning function is added to the servo control system of permanent magnet synchronous motor (PMSM). The simulation and experimental results show that the model reference adaptive algorithm is effective and the PI parameter self-tuning based on the moment of inertia can significantly improve the anti-jamming ability of the control system.
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM341

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 朱海云;;同步电机的调频同步启动[J];中国设备工程;2007年04期

2 许峻峰;张朝阳;冯江华;王志民;伍理勋;郭淑英;;电动公交车用永磁同步电机实验研究[J];大功率变流技术;2008年06期

3 ;贝加莱隆重推出8LT系列三相同步电机[J];自动化仪表;2008年07期

4 ;贝加莱推出8LT系列三相同步电机[J];电机与控制应用;2008年07期

5 薛薇;郭彦岭;陈增强;;永磁同步电机的混沌分析及其电路实现[J];物理学报;2009年12期

6 李岩;;对《降低同步电机总装下线率》成果的评价[J];中国质量;2009年11期

7 唐丽婵;齐亮;;永磁同步电机的应用现状与发展趋势[J];装备机械;2011年01期

8 岳明;;永磁同步电机的快速启动方案设计[J];电子测量技术;2011年04期

9 董磊;马文忠;胡慧慧;;同步电机并网发电实验装置的开发[J];实验科学与技术;2012年04期

10 陆华才;;永磁同步电机无位置传感器控制介绍[J];电机技术;2012年06期

相关会议论文 前10条

1 黄明星;叶云岳;范承志;;复合永磁同步电机的设计与分析[A];2006年全国直线电机学术年会论文集[C];2006年

2 刘贤兴;霍群海;;优化的永磁同步电机滑模变结构控制仿真[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年

3 张瑜;路尚书;李崇坚;赵晓坦;李凡;段巍;安虹;雷鸣;;三电平同步电机转子磁场定向控制系统介绍[A];中国计量协会冶金分会2008年会论文集[C];2008年

4 张瑜;路尚书;李崇坚;赵晓坦;李凡;段巍;安虹;雷鸣;;三电平同步电机转子磁场定向控制系统介绍[A];2008全国第十三届自动化应用技术学术交流会论文集[C];2008年

5 王本振;柴凤;程树康;;径向和切向结构永磁同步电机的性能研究[A];第十三届中国小电机技术研讨会论文集[C];2008年

6 尹忠刚;钟彦儒;张瑞峰;曹钰;;永磁同步电机无速度传感器新颖控制策略综述[A];第三届数控机床与自动化技术专家论坛论文集[C];2012年

7 孙永海;刘建明;高建民;;一起同步电机不能拖动负载的故障探讨[A];鲁冀晋琼粤川辽七省金属(冶金)学会第十九届矿山学术交流会论文集(机械电气卷)[C];2012年

8 王丽梅;;电动汽车永磁同步电机控制器硬件设计[A];西南汽车信息:2011年上半年合刊[C];2011年

9 龙晓军;于双和;杨振强;杜佳璐;;基于自抗扰技术的永磁同步电机调速方法[A];2011年中国智能自动化学术会议论文集(第一分册)[C];2011年

10 朱洪成;谢宝昌;;独立变桨永磁同步电机设计[A];第十八届中国小电机技术研讨会论文集[C];2013年

相关重要报纸文章 前4条

1 张永法;F2TP永磁同步电机掀起节能革命[N];中国纺织报;2007年

2 罗晖;尤尼康欲领航国产高端变频器市场[N];科技日报;2008年

3 世淮;变频器发展趋势浅析[N];中国电力报;2006年

4 杨雄飞;轧机高效传动技术[N];世界金属导报;2012年

相关博士学位论文 前10条

1 孙静;混合动力电动汽车驱动系统优化控制策略研究[D];山东大学;2015年

2 邱鑫;电动汽车用永磁同步电机驱动系统若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2014年

3 唐校;基于60°坐标系SVPWM的永磁同步电机高效率直接转矩控制研究[D];华南理工大学;2015年

4 陈星;车用机电复合传动系统机电耦合非线性振动研究[D];北京理工大学;2015年

5 曹海川;电感集成式高速无槽永磁同步电机的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

6 牛里;基于参数辨识的高性能永磁同步电机控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

7 杨晓辉;数控机床中永磁同步电机非线性混沌同步控制算法的研究[D];南昌大学;2015年

8 李玉猛;五相双转子永磁同步电机设计及其电磁特性研究[D];北京理工大学;2015年

9 史婷娜;低速大转矩永磁同步电机及其控制系统[D];天津大学;2009年

10 王松;永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究[D];北京交通大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 郭彦岭;永磁同步电机的混沌控制研究[D];天津科技大学;2010年

2 曾文涛;基于DSP的永磁同步电机无位置传感器控制技术研究与开发[D];华南理工大学;2015年

3 严沛权;永磁同步电机的矢量控制系统研究[D];华南理工大学;2015年

4 王洪杰;基于DSP的永磁同步电机无传感器控制系统研究[D];天津理工大学;2015年

5 陶泽昊;基于磁通观测器的永磁同步电机速度跟踪控制策略研究[D];燕山大学;2015年

6 田永新;车用永磁同步电机驱动控制系统研究与设计[D];天津理工大学;2015年

7 焦山旺;具有容错能力的永磁电机矢量控制系统的研究[D];江南大学;2015年

8 成传柏;内置式永磁同步电机模糊PI弱磁算法研究[D];湖南工业大学;2015年

9 石敏;永磁同步电机高性能弱磁控制策略的研究[D];湖南工业大学;2015年

10 张仕聪;永磁同步电机驱动平面欠驱动2R机械臂的非线性动力特性研究[D];西南交通大学;2015年



本文编号:2380669

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/2380669.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户ed34a***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com