车用电机参数自学习系统开发研究
发布时间：2021-04-15 03:25
永磁同步电机具有结构简单、运行可靠性强以及功率密度高等优势,在新能源汽车领域得到了广泛的应用。要实现高性能的永磁同步电机控制,就需要获取准确的电机参数。但由于受到温度变化、磁场饱和等因素的影响,永磁同步电机在实际运行过程中的参数会发生变化,从而导致电机实际参数值与离线测量值有所不同,所以准确获取实际运行过程中永磁同步电机的参数对于高性能的电机控制具有重要意义。针对这一需求,本文深入研究了永磁同步电机的参数测量分析方法,并基于LabVIEW开发了一套电机参数自学习系统,可实现电机控制系统开发过程中电机参数的自动获取。本文具体研究工作内容如下:研究了永磁同步电机的关键参数定子电阻、交直轴电感以及转子永磁体磁链的离线测量方法,并分析了电机参数离线测量的不足之处。研究了基于递推最小二乘的在线参数自学习方法,实现了对永磁同步电机定子电阻、转子磁链及交直轴电感的多参数在线辨识。基于永磁同步电机在两相同步坐标系的数学模型,推导了应用于永磁同步电机的递推最小二乘法迭代计算公式,并基于永磁同步电机矢量控制系统的SIMULINK仿真模型,对算法的有效性进行了初步验证。研究分析了算法的辨识性能及实际系统中的...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型参考自适应辨识算法
吉林大学硕士学位论文81.3虚拟仪器技术在电机测控系统中的应用虚拟仪器技术由美国国家仪器(NationalInstruments)公司提出并研发出基于图形语言进行编程的LabVIEW开发平台,实现了将实际工程中的自动化测试与测量技术和计算机充分的结合到一起,使用者可以根据实际需求来进行软件功能的设计，依托于计算机的高性能处理能力实现对工程中的信号进行采集、自定义处理、显示与保存[31-35]。对于传统仪器接口固定，功能固定，用户无法对仪器功能进行自定义扩展设计等方面的不足与限制，虚拟仪器技术完美解决了传统仪器所存在的问题。不仅满足使用者对仪器功能进行自定义设计的需求，同时具有开发周期短与维护成本低的优势，是传统仪器所无法实现的。图1.2虚拟仪器技术应用流程图相比于传统仪器，虚拟仪器技术优势明显并且广泛应用于电机系统的测试测量及控制中。文献[32]采用LabVIEW开发平台设计电机控制系统的上位机软件,实现了对系统中电机控制器及测功机等实验设备的通讯与控制，并实现了对系统电压电流等信号进行处理、显示与保存功能。文献[33]基于虚拟仪器技术完成了对电动汽车驱动电机测控系统的软件设计，采用模块化的方式分别实现了对系统转速、转矩、温度以及电机电流与电压等信号的采集与处理，并通过实验结果证明测控系统上位机软件具有可靠性与有效性。在电机控制系统中，需要对系统中的输入输出电压、电流及电机扭矩等多类信号进行采集与处理来实现对电机的控制以及对电机运行状态进行监测。虚拟仪器技术具有良好的人机交互性，基于LabVIEW开发平台实现电机系统测控平台软件的设计，可以依据实际工程需求在上位机中对电机系统信号进行自定义处理与分析，同时可以在上位机操作界面中对波形信号进行实时显示与观察，这在电
第2章永磁同步电机参数离线测量方法研究11第2章永磁同步电机参数离线测量方法研究2.1永磁同步电机数学模型永磁同步电机具有非线性、强耦合性的特点，同时具有功率密度高、稳定性强等优势，广泛应用在新能源汽车领域之中[36-39]。本节首先分析了坐标变换的原理，然后分别对永磁同步电机在三相自然坐标系()、两相静止坐标系()及两相同步坐标系()下的数学模型进行理论分析与推导。2.1.1坐标变换交流电机通常采用坐标变换的方式来实现对电机数学模型进行简化，同时使得变换后的模型仍具有明确的物理意义。为了对二维平面内交流电机任意矢量进行描述，采用A、B、C三相物理量来实现对平面内的矢量进行描述显然是冗余的。由于平面内任意矢量包含大小和方向两方面特征，如下图2.1所示完全可以采用正交坐标系()来替代A、B、C三相实现对平面内任意矢量进行描述。图2.1坐标变换示意图在平面内建立两相静止坐标系()，其中轴与三相自然坐标系下的轴重合，取逆时针方向为正，设置轴与轴呈90度垂直关系。永磁同步电机内部的电压、电流及磁链等物理量只包含大小与相位两个自由度，所以采用两相正交坐标系完全可以对永磁同步电机中任意物理量进行描述。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]基于扰动观测器的永磁同步电机预测电流控制[J]. 易伯瑜,康龙云,冯自成,黄志臻. 电工技术学报. 2016(18)
[3]永磁同步电机离线参数辨识方法研究[J]. 张瑞峰,詹哲军,李岩,李国锋,尹忠刚. 机车电传动. 2016(03)
[4]中国新能源汽车的研发及展望[J]. 欧阳明高. 科技导报. 2016(06)
[5]国内外电动汽车发展现状与趋势[J]. 刘卓然,陈健,林凯,赵英杰,许海平. 电力建设. 2015(07)
[6]永磁同步电机速度预测电流解耦控制[J]. 邱忠才,肖建,郭冀岭,王斌,陈秉祯. 电子测量与仪器学报. 2015(05)
[7]永磁同步电机参数辨识研究综述[J]. 李红梅,陈涛. 电子测量与仪器学报. 2015(05)
[8]面向永磁同步电机参数辨识的免疫完全学习型粒子群算法[J]. 刘朝华,李小花,周少武,刘侃. 电工技术学报. 2014(05)
[9]免疫协同微粒群进化算法的永磁同步电机多参数辨识模型方法[J]. 刘朝华,章兢,李小花,张英杰. 自动化学报. 2012(10)
[10]基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电动机参数辨识[J]. 王磊,李宏,武明珠,解佳鹏. 微特电机. 2012(07)
博士论文
[1]永磁同步电机无位置传感器运行控制技术研究[D]. 李冉.浙江大学 2012
[2]基于扩展卡尔曼滤波的无位置传感器PMSM系统研究[D]. 李波.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]车用动力电机测控平台开发[D]. 李海湘.吉林大学 2017
[2]基于扩展卡尔曼滤波PMSM无位置传感器矢量控制[D]. 邹薇.湖南大学 2017
[3]基于LabVIEW的永磁同步电机测试系统研究[D]. 吴丽花.华南理工大学 2013
[4]永磁同步电机测试系统设计及其参数的在线辨识研究[D]. 张伟.东北大学 2013
[5]电动汽车驱动电机试验台测试系统的研究[D]. 费莉.重庆理工大学 2013
[6]永磁同步电机矢量控制系统开发[D]. 徐旭明.南京航空航天大学 2013
[7]永磁同步电机矢量控制分析[D]. 龙明贵.西南交通大学 2012
[8]永磁同步电机矢量控制策略研究与控制器实现[D]. 张少华.中南大学 2008
[9]永磁同步电机的矢量控制系统[D]. 汤新舟.浙江大学 2005
本文编号：3138575
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型参考自适应辨识算法
吉林大学硕士学位论文81.3虚拟仪器技术在电机测控系统中的应用虚拟仪器技术由美国国家仪器(NationalInstruments)公司提出并研发出基于图形语言进行编程的LabVIEW开发平台,实现了将实际工程中的自动化测试与测量技术和计算机充分的结合到一起,使用者可以根据实际需求来进行软件功能的设计，依托于计算机的高性能处理能力实现对工程中的信号进行采集、自定义处理、显示与保存[31-35]。对于传统仪器接口固定，功能固定，用户无法对仪器功能进行自定义扩展设计等方面的不足与限制，虚拟仪器技术完美解决了传统仪器所存在的问题。不仅满足使用者对仪器功能进行自定义设计的需求，同时具有开发周期短与维护成本低的优势，是传统仪器所无法实现的。图1.2虚拟仪器技术应用流程图相比于传统仪器，虚拟仪器技术优势明显并且广泛应用于电机系统的测试测量及控制中。文献[32]采用LabVIEW开发平台设计电机控制系统的上位机软件,实现了对系统中电机控制器及测功机等实验设备的通讯与控制，并实现了对系统电压电流等信号进行处理、显示与保存功能。文献[33]基于虚拟仪器技术完成了对电动汽车驱动电机测控系统的软件设计，采用模块化的方式分别实现了对系统转速、转矩、温度以及电机电流与电压等信号的采集与处理，并通过实验结果证明测控系统上位机软件具有可靠性与有效性。在电机控制系统中，需要对系统中的输入输出电压、电流及电机扭矩等多类信号进行采集与处理来实现对电机的控制以及对电机运行状态进行监测。虚拟仪器技术具有良好的人机交互性，基于LabVIEW开发平台实现电机系统测控平台软件的设计，可以依据实际工程需求在上位机中对电机系统信号进行自定义处理与分析，同时可以在上位机操作界面中对波形信号进行实时显示与观察，这在电
第2章永磁同步电机参数离线测量方法研究11第2章永磁同步电机参数离线测量方法研究2.1永磁同步电机数学模型永磁同步电机具有非线性、强耦合性的特点，同时具有功率密度高、稳定性强等优势，广泛应用在新能源汽车领域之中[36-39]。本节首先分析了坐标变换的原理，然后分别对永磁同步电机在三相自然坐标系()、两相静止坐标系()及两相同步坐标系()下的数学模型进行理论分析与推导。2.1.1坐标变换交流电机通常采用坐标变换的方式来实现对电机数学模型进行简化，同时使得变换后的模型仍具有明确的物理意义。为了对二维平面内交流电机任意矢量进行描述，采用A、B、C三相物理量来实现对平面内的矢量进行描述显然是冗余的。由于平面内任意矢量包含大小和方向两方面特征，如下图2.1所示完全可以采用正交坐标系()来替代A、B、C三相实现对平面内任意矢量进行描述。图2.1坐标变换示意图在平面内建立两相静止坐标系()，其中轴与三相自然坐标系下的轴重合，取逆时针方向为正，设置轴与轴呈90度垂直关系。永磁同步电机内部的电压、电流及磁链等物理量只包含大小与相位两个自由度，所以采用两相正交坐标系完全可以对永磁同步电机中任意物理量进行描述。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]基于扰动观测器的永磁同步电机预测电流控制[J]. 易伯瑜,康龙云,冯自成,黄志臻. 电工技术学报. 2016(18)
[3]永磁同步电机离线参数辨识方法研究[J]. 张瑞峰,詹哲军,李岩,李国锋,尹忠刚. 机车电传动. 2016(03)
[4]中国新能源汽车的研发及展望[J]. 欧阳明高. 科技导报. 2016(06)
[5]国内外电动汽车发展现状与趋势[J]. 刘卓然,陈健,林凯,赵英杰,许海平. 电力建设. 2015(07)
[6]永磁同步电机速度预测电流解耦控制[J]. 邱忠才,肖建,郭冀岭,王斌,陈秉祯. 电子测量与仪器学报. 2015(05)
[7]永磁同步电机参数辨识研究综述[J]. 李红梅,陈涛. 电子测量与仪器学报. 2015(05)
[8]面向永磁同步电机参数辨识的免疫完全学习型粒子群算法[J]. 刘朝华,李小花,周少武,刘侃. 电工技术学报. 2014(05)
[9]免疫协同微粒群进化算法的永磁同步电机多参数辨识模型方法[J]. 刘朝华,章兢,李小花,张英杰. 自动化学报. 2012(10)
[10]基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电动机参数辨识[J]. 王磊,李宏,武明珠,解佳鹏. 微特电机. 2012(07)
博士论文
[1]永磁同步电机无位置传感器运行控制技术研究[D]. 李冉.浙江大学 2012
[2]基于扩展卡尔曼滤波的无位置传感器PMSM系统研究[D]. 李波.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]车用动力电机测控平台开发[D]. 李海湘.吉林大学 2017
[2]基于扩展卡尔曼滤波PMSM无位置传感器矢量控制[D]. 邹薇.湖南大学 2017
[3]基于LabVIEW的永磁同步电机测试系统研究[D]. 吴丽花.华南理工大学 2013
[4]永磁同步电机测试系统设计及其参数的在线辨识研究[D]. 张伟.东北大学 2013
[5]电动汽车驱动电机试验台测试系统的研究[D]. 费莉.重庆理工大学 2013
[6]永磁同步电机矢量控制系统开发[D]. 徐旭明.南京航空航天大学 2013
[7]永磁同步电机矢量控制分析[D]. 龙明贵.西南交通大学 2012
[8]永磁同步电机矢量控制策略研究与控制器实现[D]. 张少华.中南大学 2008
[9]永磁同步电机的矢量控制系统[D]. 汤新舟.浙江大学 2005
本文编号：3138575
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3138575.html
