永磁同步电机系统机械参数辨识与抗扰控制

发布时间：2020-01-21 09:07

【摘要】：在永磁同步电机系统中,负载转矩及系统转动惯量的变化所引起的扰动会影响调速系统的动态性能,因而需要通过对系统扰动值进行准确、快速地估计,并采用抗扰策略对控制器进行相应地调整的方式改善系统性能。本文对永磁同步电机系统的转动惯量和负载转矩的辨识算法和抗扰策略展开深入研究,对已有方法存在的辨识耦合问题和辨识波动问题进行分析,在此基础上提出了基于朗道自适应扰动观测器的机械参数辨识策略。论文在分析了永磁同步电机数学模型和矢量控制理论基础上,以转速、电流双闭环矢量控制系统为研究对象,推导了传统机械参数辨识策略的递推机制,针对传统机械参数辨识算法存在的耦合问题,采用朗道自适应理论,设计了基于扰动观测器的机械参数辨识算法,该算法以系统运动方程为模型,选取包含有转动惯量和负载转矩信息且具有较高独立性的待辨识系数作为可调参数,从而解决辨识过程中因参数耦合问题的影响使得算法收敛速度慢以及辨识初期出现波动的问题。针对参数变化时的辨识结果波动问题,通过对该扰动观测器频域响应的分析,合理选择自适应增益的值,进而对这种波动进行有效抑制。最后,以提高系统的抗扰性能为目的,设计了具有PI参数自整定和负载前馈补偿的抗扰控制策略。在永磁同步电机实验系统平台上对传统机械参数辨识策略和朗道自适应辨识策略进行实验对比,实验结果表明:朗道自适应扰动观测器能够快速、准确地实现对转动惯量和负载转矩的同时辨识,且对参数变化导致的辨识结果波动具有很好的抑制作用,将该扰动观测器与系统矢量控制相结合的抗扰控制策略,可有效提高系统的动稳态性能。
【图文】：

理论上可以使定子电流获得最大利用。除最大转矩系统在恒转矩区还可以采用最大功率输出控制、效实际的运行工况中，需根据所期望的系统性能要求区的弱磁控制系统能够获得较宽的调速范围，可以采用弱磁控制虑到系统额定功率的限制，在额定转速以上的运行而只能实现恒功率运行，故将基速以上的运行区域下，，即可依靠弱磁控制提升转速。弱磁控制的基本电机反电势达到逆变器输出电压极限时，通过在电磁场的电流，减小电机反电势，从而保证电机能够-1 为永磁同步电机系统运行特性曲线，可以看出弱速度，但也必然会导致输出转矩下降。

图 1-3 模糊 PI 参数自整定控制系统结构图原理和经典控制理论，从永磁调速系统速度同样可以构造出 PI 控制器参数整定的方法。域特性的角度，根据上升时间，超调量等时角度，根据截止频率，相角域度等指标着手和典型Ⅱ型系统理论。这种基于经典控制理论于实现，但由于要依赖于数学模型，因此其辨识的准确程度。图 1-4 为基于经典控制理论。参数辨识PI控制器PI参数计算永磁牵引+电机euiaibicKiKpω
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM341

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本文编号：2571533