永磁交流伺服系统参数辨识的研究

发布时间：2017-08-24 23:42

  本文关键词：永磁交流伺服系统参数辨识的研究

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【摘要】：永磁交流伺服系统具有优越的控制性能,使其被广泛应用于各个领域。在实际运行当中,由于电机的温度,磁路饱和程度以及负载的突变等,使得电机的电气参数和机械参数发生变化,如果不相应的改变控制器的参数,系统的控制性能将下降。因此,研究参数的辨识算法并根据辨识结果去实现控制器参数的自调整具有很强的实用性。本文主要研究永磁同步电机的电气参数(电阻、电感)和转动惯量的辨识算法,主要的研究内容为:首先,介绍了id=0矢量控制的基本原理,着重分析了电流、转速环参数的设计原理,并在MATLAB中搭建仿真模型对系统的动态性能和稳态性能进行分析。其次,介绍了模型参考自适应算法辨识参数的原理和波波夫超稳定理论,推导了基于降阶电流观测器作为可调模型辨识电气参数的原理,并搭建了仿真模块,对自适应率的不同取值对于辨识结果的影响进行了分析。然后研究了转动惯量的辨识方法,并对基于任意运动轨迹规划的离线辨识、离散时间模型参考自适应、遗忘因子最小二乘法三种辨识方法进行说明,并分别在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型,在同样的仿真条件下,对后两种方法分别进行了定惯量、变惯量仿真,并对两者的辨识性能进行了详细的比较分析。最后在硬件平台中实现参数辨识,介绍了相关的硬件电路和软件的编程思路,实验中采用模型参考自适应算法对电气参数进行辨识,采用离线方法对转动惯量进行辨识,实验结果表明所采用的辨识方法的有效性。
【关键词】：永磁交流伺服 矢量控制 参数辨识 模型参考自适应 最小二乘法
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM921.541
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.2 永磁同步电机参数辨识的国内外研究现状10-15
• 1.3 论文的主要研究内容15-16
• 2 永磁交流伺服矢量控制系统及仿真16-24
• 2.1 引言16
• 2.2 dq坐标系下的数学模型16-17
• 2.3 PMSM的矢量控制17
• 2.4 PI调节器的设计17-21
• 2.5 永磁交流伺服控制系统仿真21-23
• 2.6 本章小结23-24
• 3 永磁同步电机电气参数辨识24-39
• 3.1 影响参数变化的因素24-25
• 3.2 PMSM参数的测量25-26
• 3.3 模型参考自适应在线参数辨识26-29
• 3.4 PMSM自适应参数辨识模型的设计29-34
• 3.5 永磁同步电机的MRAS系统参数辨识仿真研究34-38
• 3.6 本章小结38-39
• 4 永磁同步电机转动惯量辨识的研究39-58
• 4.1 离线辨识39-41
• 4.2 朗道离散时间自适应辨识算法41-48
• 4.3 最小二乘法辨识惯量48-51
• 4.4 最小二乘法辨识惯量仿真51-55
• 4.5 FRLS算法与离散MRAS算法的对比55
• 4.6 速度环调节器参数的自整定55-57
• 4.7 本章小结57-58
• 5 永磁交流伺服系统参数辨识的实现58-76
• 5.1 硬件平台总体框架58-59
• 5.2 基于MCU TMS320F28069M的最小系统59-61
• 5.3 功率电路61-64
• 5.4 软件设计64-70
• 5.5 实验结果70-75
• 5.6 本章小结75-76
• 6 总结与展望76-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-83

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