内置式永磁同步电机参数识别算法研究
发布时间：2020-12-19 20:55
IPMSM因功率密度大、体积小以及效率高等优点被广泛应用于现代设备的动力系统。在电机运行过程中,电机工作温度升降以及电磁效应会导致电机参数变化,难以对IPMSM进行精准建模,在工程中往往采取近似计算的方式,从而限制了电机的效率,为了建立精准的数学模型,在线参数识别算法被广泛应用在IPMSM控制系统中,其中RLS算法更被人们接受。传统RLS算法对IPMSM进行参数识别时,仅以d轴定子电压离散方程作为识别方程,采样数据利用率低,对单一方程依赖性强等缺点较为明显,另外在递推方程中加入遗忘因子限制旧数据对参数识别结果的影响,在提高RLS算法的收敛速度的同时也增加了算法对噪声的敏感性,并且遗忘因子在处理RLS算法协方差矩阵时,对电机不同参数统一处理,这样造成算法应对各参数不同变化情况的处理能力变弱,降低算法综合性能。为了提高RLS算法对IPMSM在线参数识别的应用性能,针对上述传统RLS算法存在的问题,本文进行了如下研究:（1）在原有RLS算法的基础上增加了q轴定子电压方程,并将离散后的d-q轴方程整理成参数相同、输入输出变量不同的多输入多输出系统方程。（2）在同一采样时刻,依据d-q轴定子电压...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
IPMSM两相静止坐标系和两相同步旋转坐标系
目的，降低三相交流电机的控制难度，获得与直流电动机转矩类似的动态特性。上述控制方式的实现依赖于交流电动机变频器的控制技术，通过理论推导可以把交流电动机输出控制转化为变频器的输出频率以及输出电压的相位控制，建立矢量控制的目的就是提高交流电机的控制性能，在矢量控制模式下，电机控制可以表示为对交直轴电流的控制较三相坐标系下的直接控制具有更好的动态特性以及稳态特性[57~62]。在传统的永磁同步电机矢量控制模型中主要包括转速环、电流环以及变频器控制三个组成部分，一般的矢量控制系统框图如图2.2所示图2.2IPMSM矢量控制系统在控制系统中，转速控制环的作用是提供精准的稳态转速与良好的转速动态特性，电流控制环控制目标是为系统加快调节过程，控制电机电流更好地接近目标电流矢量[63]。在矢量控制系统中，电流环的控制可以简单分为静止坐标系下的电流控制及同步旋转坐标系下的电流控制[64]。在传统IPMSM控制系统中，比例积分（PI）控制器是应用在转速环常见的控制器，在应用中具有结构简单、易实现以及控制性能可靠等优点，另外还有一个比较重要的因素就是PI控制器不易受参数变化的优点[65]。依据经典控制理论，对永磁同步电机控制系统进行相应简化，得到比例积分关键参数解析式[66]，根据数值分析计算，对比例积分参数进行负载抗干扰能力优化，经过一些列数学推理后，得出较为简单的控制器参数表达式[67]。但实际上永磁同步发电机在运行过程中，其模型参数并非固定不变，这样导致PI控
内蒙古科技大学硕士学位论文-16-数来入手分析则可以更加直观的看到这种影响。IPMSMd-q轴电流环控制框图如图2.3所示，在电流环d轴的比例积分调节系数分别为1K、2K，电流环q轴比例积分调节系数分别为3K、4K，为了便于分析，控制策略采用矢量控制中的零d轴矢量控制，并应用经典控制理论中简化方法，调整控制框图结构如图2.4所示图2.3矢量控制电流环控制框图图2.4简化后电流环控制框图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模型参考自适应的永磁同步电机矢量控制[J]. 李梦瑶,孙逢春,何洪文. 测试技术学报. 2019(04)
[2]基于变步长Adaline神经网络的永磁同步电机参数辨识[J]. 张立伟,张鹏,刘曰锋,张超,刘杰. 电工技术学报. 2018(S2)
[3]基于模型预测直接转矩控制的永磁同步发电机效率优化研究[J]. 苗磊,张勇军,童朝南,肖雄,汪伟. 电工技术学报. 2018(15)
[4]电动汽车用永磁同步电机矢量控制系统研究[J]. 尹伟,徐聪,王璐,程勇. 内燃机与动力装置. 2018(02)
[5]变速变负载无轴承永磁同步发电机悬浮力及发电性能研究[J]. 刁小燕,胡亚民,朱熀秋,陆荣华,黄建波. 电机与控制学报. 2017(09)
[6]基于电感辨识的电流解耦算法在内置式永磁同步电机弱磁控制中的应用[J]. 刘栋良,任劲松,林伟杰,徐正华. 电工技术学报. 2017(16)
[7]电动车用永磁同步电机矢量控制策略[J]. 张宽,文红举,范钰琢,熊亮. 汽车工程师. 2017(01)
[8]一种永磁同步电机总谐波电流抑制方法[J]. 王旭东,李鑫,周凯,隋馨. 哈尔滨理工大学学报. 2016(05)
[9]基于电压前馈解耦的地铁永磁同步电机矢量控制研究[J]. 张凯,秦斌,王欣,梁枫,曹成琦. 湖南工业大学学报. 2016(05)
[10]基于递推最小二乘法的永磁伺服系统参数辨识[J]. 荀倩,王培良,李祖欣,蔡志端,秦海鸿. 电工技术学报. 2016(17)
博士论文
[1]永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究[D]. 王松.北京交通大学 2011
[2]永磁同步电机多参数在线辨识研究[D]. 刘侃.湖南大学 2011
硕士论文
[1]基于滑模观测器的永磁同步电机矢量控制研究[D]. 王平羽.大连理工大学 2015
[2]基于旋转变压器的永磁同步电机矢量控制[D]. 韦腾.沈阳理工大学 2015
[3]基于滑模观测器的永磁同步电机矢量控制研究[D]. 胡蓉.西南交通大学 2014
[4]柔性梁系统用永磁同步电机矢量控制仿真与实现[D]. 彭科.广东工业大学 2014
[5]永磁同步电机矢量控制算法的设计与实现[D]. 朱儒.中国科学技术大学 2014
[6]基于TMS320F28335的永磁同步电机矢量控制系统设计[D]. 王诗琦.大连理工大学 2014
[7]永磁同步电机矢量控制系统研究[D]. 徐斌.南京理工大学 2014
[8]变电抗参数的永磁同步电机矢量控制研究[D]. 舒佳驰.华北电力大学 2014
[9]永磁同步电机电抗参数的研究[D]. 李亚洲.山东大学 2012
[10]表贴式永磁同步电机参数在线辨识的研究[D]. 魏中文.重庆大学 2012
本文编号：2926560
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
IPMSM两相静止坐标系和两相同步旋转坐标系
目的，降低三相交流电机的控制难度，获得与直流电动机转矩类似的动态特性。上述控制方式的实现依赖于交流电动机变频器的控制技术，通过理论推导可以把交流电动机输出控制转化为变频器的输出频率以及输出电压的相位控制，建立矢量控制的目的就是提高交流电机的控制性能，在矢量控制模式下，电机控制可以表示为对交直轴电流的控制较三相坐标系下的直接控制具有更好的动态特性以及稳态特性[57~62]。在传统的永磁同步电机矢量控制模型中主要包括转速环、电流环以及变频器控制三个组成部分，一般的矢量控制系统框图如图2.2所示图2.2IPMSM矢量控制系统在控制系统中，转速控制环的作用是提供精准的稳态转速与良好的转速动态特性，电流控制环控制目标是为系统加快调节过程，控制电机电流更好地接近目标电流矢量[63]。在矢量控制系统中，电流环的控制可以简单分为静止坐标系下的电流控制及同步旋转坐标系下的电流控制[64]。在传统IPMSM控制系统中，比例积分（PI）控制器是应用在转速环常见的控制器，在应用中具有结构简单、易实现以及控制性能可靠等优点，另外还有一个比较重要的因素就是PI控制器不易受参数变化的优点[65]。依据经典控制理论，对永磁同步电机控制系统进行相应简化，得到比例积分关键参数解析式[66]，根据数值分析计算，对比例积分参数进行负载抗干扰能力优化，经过一些列数学推理后，得出较为简单的控制器参数表达式[67]。但实际上永磁同步发电机在运行过程中，其模型参数并非固定不变，这样导致PI控
内蒙古科技大学硕士学位论文-16-数来入手分析则可以更加直观的看到这种影响。IPMSMd-q轴电流环控制框图如图2.3所示，在电流环d轴的比例积分调节系数分别为1K、2K，电流环q轴比例积分调节系数分别为3K、4K，为了便于分析，控制策略采用矢量控制中的零d轴矢量控制，并应用经典控制理论中简化方法，调整控制框图结构如图2.4所示图2.3矢量控制电流环控制框图图2.4简化后电流环控制框图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模型参考自适应的永磁同步电机矢量控制[J]. 李梦瑶,孙逢春,何洪文. 测试技术学报. 2019(04)
[2]基于变步长Adaline神经网络的永磁同步电机参数辨识[J]. 张立伟,张鹏,刘曰锋,张超,刘杰. 电工技术学报. 2018(S2)
[3]基于模型预测直接转矩控制的永磁同步发电机效率优化研究[J]. 苗磊,张勇军,童朝南,肖雄,汪伟. 电工技术学报. 2018(15)
[4]电动汽车用永磁同步电机矢量控制系统研究[J]. 尹伟,徐聪,王璐,程勇. 内燃机与动力装置. 2018(02)
[5]变速变负载无轴承永磁同步发电机悬浮力及发电性能研究[J]. 刁小燕,胡亚民,朱熀秋,陆荣华,黄建波. 电机与控制学报. 2017(09)
[6]基于电感辨识的电流解耦算法在内置式永磁同步电机弱磁控制中的应用[J]. 刘栋良,任劲松,林伟杰,徐正华. 电工技术学报. 2017(16)
[7]电动车用永磁同步电机矢量控制策略[J]. 张宽,文红举,范钰琢,熊亮. 汽车工程师. 2017(01)
[8]一种永磁同步电机总谐波电流抑制方法[J]. 王旭东,李鑫,周凯,隋馨. 哈尔滨理工大学学报. 2016(05)
[9]基于电压前馈解耦的地铁永磁同步电机矢量控制研究[J]. 张凯,秦斌,王欣,梁枫,曹成琦. 湖南工业大学学报. 2016(05)
[10]基于递推最小二乘法的永磁伺服系统参数辨识[J]. 荀倩,王培良,李祖欣,蔡志端,秦海鸿. 电工技术学报. 2016(17)
博士论文
[1]永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究[D]. 王松.北京交通大学 2011
[2]永磁同步电机多参数在线辨识研究[D]. 刘侃.湖南大学 2011
硕士论文
[1]基于滑模观测器的永磁同步电机矢量控制研究[D]. 王平羽.大连理工大学 2015
[2]基于旋转变压器的永磁同步电机矢量控制[D]. 韦腾.沈阳理工大学 2015
[3]基于滑模观测器的永磁同步电机矢量控制研究[D]. 胡蓉.西南交通大学 2014
[4]柔性梁系统用永磁同步电机矢量控制仿真与实现[D]. 彭科.广东工业大学 2014
[5]永磁同步电机矢量控制算法的设计与实现[D]. 朱儒.中国科学技术大学 2014
[6]基于TMS320F28335的永磁同步电机矢量控制系统设计[D]. 王诗琦.大连理工大学 2014
[7]永磁同步电机矢量控制系统研究[D]. 徐斌.南京理工大学 2014
[8]变电抗参数的永磁同步电机矢量控制研究[D]. 舒佳驰.华北电力大学 2014
[9]永磁同步电机电抗参数的研究[D]. 李亚洲.山东大学 2012
[10]表贴式永磁同步电机参数在线辨识的研究[D]. 魏中文.重庆大学 2012
本文编号：2926560
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