基于改进粒子群算法的永磁同步电机五参数辨识方法研究
发布时间：2021-03-23 11:55
随着永磁材料、电机控制技术以及电力电子技术的快速发展,永磁同步电机在体积、重量、转矩和功率密度等方面较其他电机处于领先地位,这些优势使得其在工业上得到了广泛的应用。电机的控制系统需要实时获取电气参数和机械参数,然而,当电机长时间运行或运行工况发生突变时,其内部环境（如温度、磁场等）会发生变化,这些变化使得电机的参数发生变化,进而影响电机控制系统的性能,因此,对电机进行参数辨识有着十分重要的意义。本文主要研究内容如下。1、介绍课题研究背景和意义。介绍了永磁同步电机参数辨识理论、核心问题以及国内外的研究现状,详细分析了三种坐标系（ABC三相静止坐标系、?-?两项静止坐标系和d-q同步旋转坐标系）下的数学模型、坐标变换、矢量控制以及空间矢量脉宽调制原理。2、电机五参数辨识模型设计。在电机矢量控制id=0的稳态条件（转速和转矩恒定）下,通过在定子d轴注入负序弱磁电流策略,设计了可供智能算法辨识的电机五参数（定子绕组电阻、交直轴电感、永磁体磁链和转动惯量）满秩离散方程组。3、死区电压补偿。详细分析了电压源逆变器死区效应的原因,提出了一种简单有效的死区误差电压补偿策略,即先计...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各坐标系之间的关系
第二章永磁同步电机数学模型和矢量控制132.2.4d-q同步旋转坐标系下的电机数学模型磁链方程为：dddfqqqLiLi（2.19）式中，d和q、dL和qL、di和qi分别为定子绕组d、q轴的磁链、电感、电流。电压方程为：dddeqqqqeddddduRituRit（2.20）式中，ud、uq为定子绕组d、q轴电压；e与转子旋转角速度r(rad/s)、电机的转速rN(rmp/min)、转子位置角r的关系为：rrrr30deePNt（2.21）根据公式（2.20）可以得到如图2.3所示的电机定子电压等效电路，在该坐标系下，永磁同步电机达到了完全解耦。图2.3d-q同步旋转坐标系下电机定子电压等效电路将式(2.19)代入式(2.20)可得电压方程为：ddddeqqqqqqeddfddd()diuRiLLitiuRiLLit（2.22）电磁转矩方程为：edqqdqddqfT1.5p(ii)1.5pi[i(LL)]（2.23）
第二章永磁同步电机数学模型和矢量控制15图2.4矢量控制id=0系统原理图2.4空间矢量脉宽调制(SVPWM)二十世纪八十年代初期日本学者A.Nabae等基于交流电机变频调速原理提出SVPWM，其核心原理是通过控制逆变器切换空间电压矢量，使得定子励磁磁场变成近似圆形的旋转磁常SVPWM是矢量控制的一个重要环节，其具体实现方式是：确定逆变器开关状态和其输出电压与电机磁链之间的对应关系，依据所要生成的空间磁链矢量的变化曲线（圆形或者多边形），选择不同的开关状态组合，使得逆变器输出近似正弦波形的电压[64-65]。其具有数字易实现、动态响应速度快、电压利用率高和转矩脉动小等优点。三相电压源逆变器原理图如图2.5所示。图2.5三相电压源逆变器原理图图中，udc为直流母线电压，AS、BS、CS、"AS、"BS、"CS表示6个功率开关器件(IGBT)的开关状态。当AS、BS、CS为1时，"AS、"BS、"CS为0，逆变器电路上桥臂开关器件
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于实验标定及双时间尺度随机逼近理论的内置式永磁同步电机参数辨识[J]. 连传强,肖飞,高山,刘计龙. 中国电机工程学报. 2019(16)
[2]基于综合型卡尔曼滤波的锂离子电池荷电状态估算[J]. 谷苗,夏超英,田聪颖. 电工技术学报. 2019(02)
[3]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)
[4]永磁同步电机模糊遗忘因子最小二乘法参数辨识[J]. 沈艳霞,靳保龙. 系统仿真学报. 2018(09)
[5]永磁同步电机基本参数在线辨识[J]. 淮亚文,尚俊云,米乾宝,胡静. 微电机. 2017(10)
[6]考虑逆变器非线性因素的表贴式永磁同步电机参数辨识[J]. 史婷娜,刘华,陈炜,耿强. 电工技术学报. 2017(07)
[7]基于空间矢量脉宽调制策略的船用永磁同步电机控制仿真[J]. 史兴晨,甘辉兵,耿佳宁,卢光松. 计算机测量与控制. 2016(12)
[8]表贴式永磁同步电机准稳态多参数在线辨识[J]. 刘金海,陈为. 电工技术学报. 2016(17)
[9]基于并行动态学习型免疫算法的永磁同步电机状态监测[J]. 刘朝华,李小花,张红强,周少武. 自动化学报. 2015(07)
[10]基于神经网络的永磁同步电机多参数解耦在线辨识[J]. 谷鑫,胡升,史婷娜,耿强. 电工技术学报. 2015(06)
博士论文
[1]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]内置式永磁同步电机参数辨识技术研究[D]. 宛野.中国舰船研究院 2018
[2]基于MRAS的永磁同步电机参数在线辨识的研究[D]. 杨照坤.深圳大学 2017
[3]永磁同步电机在线参数辨识研究[D]. 刘帅.北京交通大学 2017
[4]基于神经网络的永磁同步电机参数辨识研究[D]. 王菊平.东华大学 2016
[5]考虑逆变器死区效应的永磁同步电机多参数辨识研究[D]. 刘华.天津大学 2016
[6]永磁同步电机参数辨识研究[D]. 李程.西安电子科技大学 2014
[7]永磁同步电机参数在线辨识算法研究[D]. 周虎.电子科技大学 2012
[8]基于永磁同步无齿轮曳引机的电梯节能驱动与控制系统设计与实现[D]. 王铭明.南京理工大学 2012
[9]永磁同步电机参数辨识研究[D]. 汤斯.华中科技大学 2009
[10]分数槽集中绕组永磁同步电机参数化设计研究[D]. 刘伟.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3095745
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各坐标系之间的关系
第二章永磁同步电机数学模型和矢量控制132.2.4d-q同步旋转坐标系下的电机数学模型磁链方程为：dddfqqqLiLi（2.19）式中，d和q、dL和qL、di和qi分别为定子绕组d、q轴的磁链、电感、电流。电压方程为：dddeqqqqeddddduRituRit（2.20）式中，ud、uq为定子绕组d、q轴电压；e与转子旋转角速度r(rad/s)、电机的转速rN(rmp/min)、转子位置角r的关系为：rrrr30deePNt（2.21）根据公式（2.20）可以得到如图2.3所示的电机定子电压等效电路，在该坐标系下，永磁同步电机达到了完全解耦。图2.3d-q同步旋转坐标系下电机定子电压等效电路将式(2.19)代入式(2.20)可得电压方程为：ddddeqqqqqqeddfddd()diuRiLLitiuRiLLit（2.22）电磁转矩方程为：edqqdqddqfT1.5p(ii)1.5pi[i(LL)]（2.23）
第二章永磁同步电机数学模型和矢量控制15图2.4矢量控制id=0系统原理图2.4空间矢量脉宽调制(SVPWM)二十世纪八十年代初期日本学者A.Nabae等基于交流电机变频调速原理提出SVPWM，其核心原理是通过控制逆变器切换空间电压矢量，使得定子励磁磁场变成近似圆形的旋转磁常SVPWM是矢量控制的一个重要环节，其具体实现方式是：确定逆变器开关状态和其输出电压与电机磁链之间的对应关系，依据所要生成的空间磁链矢量的变化曲线（圆形或者多边形），选择不同的开关状态组合，使得逆变器输出近似正弦波形的电压[64-65]。其具有数字易实现、动态响应速度快、电压利用率高和转矩脉动小等优点。三相电压源逆变器原理图如图2.5所示。图2.5三相电压源逆变器原理图图中，udc为直流母线电压，AS、BS、CS、"AS、"BS、"CS表示6个功率开关器件(IGBT)的开关状态。当AS、BS、CS为1时，"AS、"BS、"CS为0，逆变器电路上桥臂开关器件
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于实验标定及双时间尺度随机逼近理论的内置式永磁同步电机参数辨识[J]. 连传强,肖飞,高山,刘计龙. 中国电机工程学报. 2019(16)
[2]基于综合型卡尔曼滤波的锂离子电池荷电状态估算[J]. 谷苗,夏超英,田聪颖. 电工技术学报. 2019(02)
[3]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)
[4]永磁同步电机模糊遗忘因子最小二乘法参数辨识[J]. 沈艳霞,靳保龙. 系统仿真学报. 2018(09)
[5]永磁同步电机基本参数在线辨识[J]. 淮亚文,尚俊云,米乾宝,胡静. 微电机. 2017(10)
[6]考虑逆变器非线性因素的表贴式永磁同步电机参数辨识[J]. 史婷娜,刘华,陈炜,耿强. 电工技术学报. 2017(07)
[7]基于空间矢量脉宽调制策略的船用永磁同步电机控制仿真[J]. 史兴晨,甘辉兵,耿佳宁,卢光松. 计算机测量与控制. 2016(12)
[8]表贴式永磁同步电机准稳态多参数在线辨识[J]. 刘金海,陈为. 电工技术学报. 2016(17)
[9]基于并行动态学习型免疫算法的永磁同步电机状态监测[J]. 刘朝华,李小花,张红强,周少武. 自动化学报. 2015(07)
[10]基于神经网络的永磁同步电机多参数解耦在线辨识[J]. 谷鑫,胡升,史婷娜,耿强. 电工技术学报. 2015(06)
博士论文
[1]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]内置式永磁同步电机参数辨识技术研究[D]. 宛野.中国舰船研究院 2018
[2]基于MRAS的永磁同步电机参数在线辨识的研究[D]. 杨照坤.深圳大学 2017
[3]永磁同步电机在线参数辨识研究[D]. 刘帅.北京交通大学 2017
[4]基于神经网络的永磁同步电机参数辨识研究[D]. 王菊平.东华大学 2016
[5]考虑逆变器死区效应的永磁同步电机多参数辨识研究[D]. 刘华.天津大学 2016
[6]永磁同步电机参数辨识研究[D]. 李程.西安电子科技大学 2014
[7]永磁同步电机参数在线辨识算法研究[D]. 周虎.电子科技大学 2012
[8]基于永磁同步无齿轮曳引机的电梯节能驱动与控制系统设计与实现[D]. 王铭明.南京理工大学 2012
[9]永磁同步电机参数辨识研究[D]. 汤斯.华中科技大学 2009
[10]分数槽集中绕组永磁同步电机参数化设计研究[D]. 刘伟.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3095745
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