嵌入式永磁同步电机自适应在线参数辨识

针对嵌入式永磁同步电机参数辨识问题,提出一种自适应在线参数辨识方法,可在同一模型中对定子电阻、d轴电感、q轴电感和永磁体磁链进行辨识.该方法基于模型参考自适应系统,在同步旋转d-q坐标系下,构造出q轴电流自适应观测器,利用q轴电流观测误差,借助Lyapunov超稳定理论建立参数的辨识模型并推导出待辨识参数的自适应律,保证了特定条件下系统的稳定性和辨识参数的收敛性,解决了参数在线辨识算法的鲁棒性差、算法复杂等问题.仿真和实验结果表明,辨识参数能够在较短的时间内收敛到真实值附近,并且具有较小的误差.     

表贴式永磁同步电机的多参数在线辨识

针对表贴式永磁同步电机的多参数辨识,提出一种基于模型参考自适应理论的在线辨识方法,可在同一模型中对定子电阻、交直轴电感和永磁体磁链进行辨识。该方法借助Popov超稳定理论设计自适应律,保证了特定条件下辨识的收敛性,同时采用分步辨识,克服多参数辨识的欠秩问题,保证了辨识结果的唯一性,从而实现多参数辨识。分步辨识首先利用电机q轴电流方程估算出交直轴电感,之后对d轴注入一个小电流值,利用已获得的电感值辨识出定子电阻和转子磁链,同时所辨识出的磁链可进一步用来在线估算定子电阻值的变化。仿真和实验结果表明,该方法可以在同一模型中准确辨识出电机的多个参数,且无需考虑电机的运行状态,具有实用性。     

抽油机用永磁同步电动机的参数在线辨识方法

针对抽油机用永磁同步电动机参数的在线估算问题,根据抽油机工作的特点,提出一种简易可靠的在线辨识方法,对定子电阻、d轴电感、q轴电感和永磁体磁链进行在线辨识。通过简单的算法计算出电机待辨识的参数,解决了参数在线识别方法的算法复杂和稳定性差的问题。     

考虑磁路饱和的IPMSM电感辨识算法及变参数MTPA控制策略

内置式永磁同步电机(IPMSM)d、q轴电感会随着磁路饱和程度的不同而发生改变,这会降低最大转矩电流比(MTPA)控制的有效性。考虑到定子电流引起的磁路饱和及交叉饱和效应的影响,提出了相应的d、q轴电感辨识算法和变参数MTPA控制策略。采用基于旋转高频电压注入的d、q轴电感辨识算法可在其他电机参数未知的前提下得到不同负载条件下的d、q轴电感;变参数MTPA控制策略能够充分利用标幺值化处理的优势,在转矩-最优电流控制表不变的基础上,只需根据实际d、q轴电感更新电流基值和转矩基值便可克服电感变化带来的不利影响,并实现一定转矩条件下的最佳MTPA控制。最后在电机控制实验平台上通过实验对提出的电感辨识算法和变参数MTPA控制策略的可行性和有效性进行了验证。     

基于模型参考自适应参数辨识的永磁同步电机电流预测控制

在永磁同步电机运行过程中,电机参数时变使得电流预测控制器的模型参数和实际电机参数不匹配,导致其控制性能下降。提出了基于模型参考自适应系统(MRAS)的改进电流预测控制方法,利用旋转坐标系下d、q轴电流方程作为参考模型,基于Popov超稳定理论构建永磁同步电机的电感和磁链在线辨识系统,将得到的辨识参数应用于电流预测控制模型中,实现控制模型参数的在线更新。分析与仿真结果表明该方法能够有效地提升在电机参数变化下的电流预测控制性能。     

考虑磁路饱和的内置式永磁同步电机电感参数旋转辨识算法

实现对永磁同步电机调速系统高性能控制的基础是准确的数学模型和电机参数,其中电感参数对电机的稳态和动态运行性能影响较大,而对于内置式永磁同步电机而言电感除了受凸极结构影响之外,还受磁路饱和等因素的影响。考虑到定子电流引起的磁路饱和效应与交叉耦合效应对电感的影响,基于矢量控制技术分别提出了d轴和q轴电感旋转辨识新算法,即d轴复合电流激励法和转矩调整法。为了提高电感辨识准确度,还采用基于电压误差曲线的补偿算法对逆变器非线性因素引起的输出电压误差进行了补偿。最后在电机控制实验平台上通过实验验证了提出的电感辨识算法的可行性和有效性。     

基于最小二乘法的永磁同步电机最大转矩电流比控制

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)采用最大转矩电流比(MTPA)控制策略,对电机参数较为敏感的问题,在线利用基于最小二乘法的电感辨识方法得到d,q轴电感,并拟合得到电感与d,q轴电流的三维曲面,以实现电机不同转速、不同负载多种工况下的变参数MTPA控制。控制过程中根据测量电流拟合出该时刻对应的电感值,将该电感值代入MTPA算法中迭代出电流的给定值,控制电机工作在实际MTPA曲线上。仿真和实验结果对比,该参数辨识方法提高了MTPA运行点计算精度。     

一种新的自适应变异粒子群优化算法在PMSM参数辨识中的应用

高精度辨识永磁同步电机参数是进行控制器设计的基础。本文借鉴遗传算法中变异操作的思想,提出了一种基于自适应变异概率的混合变异粒子群优化算法,并将其应用于永磁同步电机参数辨识问题。本文首先在dq坐标系下建立永磁同步电机参数辨识模型,然后将该算法和几种变异粒子群算法用于永磁同步电机参数辨识,并在Matlab/Simulink中进行了对比验证。实验结果表明,该算法能提高定子电阻、d轴电感、q轴电感和转子磁链等参数的辨识精度,为提高永磁同步电机电机控制器性能提供了保证。     

一种新型表贴式PMSM参数在线辨识方法研究

针对传统永磁同步电机(PMSM)矢量控制,在分析参数变化带来的影响与电流环PI调节器之间关系的基础上,提出一种在线辨识PMSM电感和永磁体磁链的方法。该方法在同步旋转d,q坐标系下,利用d,q轴电流环PI调节器的输出对所辨识参数进行估算,并建立了基于参数辨识的表贴式PMSM的矢量控制系统,利用所建立的仿真和实验系统进行了仿真和实验研究。结果表明,所辨识参数能够快速准确地收敛到真实值,系统稳定后,电流环PI调节器输出为零,提高了系统的动态性能。     

基于遗传算法的内埋式永磁同步电机参数辨识方法

针对内埋式永磁同步电机的反凸极特性及传统参数辨识方法存在的缺陷,结合电机的数学模型提出了一种基于遗传算法的参数辨识方法,该方法能同时辨识定子电阻、d轴电感、q轴电感和永磁体磁链四个参数。该方法所用的信号均为可直接检测的状态变量,从而减少了其他干扰对电机参数辨识的影响,提高了参数辨识的准确性。仿真和实验结果表明,利用遗传算法进行参数辨识鲁棒性强、收敛性好,在不同的转速、不同的负载以及不同的控制策略下,四个待辨识参数也能够在较短的时间内收敛到真实值,具有较高的精度,同时也克服了一般遗传算法对辨识参数初始值要求高的缺点。     

矢量控制预起动状态下电机参数的辨识

研究了矢量控制异步电机静止时的参数离线辨识方法。该方法采用直流实验辨识电机的定子电阻,采用逆Γ等效电路模型进行转子电阻、定转子漏感以及互感辨识,通过两次不同频率的单相实验辨识电机的等效转子电阻、总漏感以及等效互感,再由一次单相实验的电抗值,采用迭代法提高等效互感的精度,根据逆Γ等效电路参数解出异步电机的转子电阻、定转子漏感及互感。使用该方法可以在静止状态下准确辨识出异步电机矢量控制所需要的电机初始参数,而且辨识原理相对简单、辨识精度高,能够满足高性能矢量控制系统的要求。实验结果证明了该方法准确、有效。     

直线感应电机在线参数辨识

直线感应电机存在动态边端效应,励磁电感等参数随电机运行速度变化,离线参数辨识方法无法准确掌握电机参数,导致控制电机动态性能变差。本文采用模型参考自适应系统进行直线感应在线参数辨识,推导了直线感应电机状态空间方程,提出一种直线感应电机励磁电感在线辨识的算法。本文建立的电机状态观测器能够准确计算初级电流与次级磁链,参数辨识算法收敛性较好,实验和仿真结果表明电机励磁电感参数计算准确,能够正确反映动态边端效应对电机励磁参数影响的物理特性,即电机励磁电感随速度增加而减小。     

间接矢量控制系统中的异步电动机参数辨识

本文详细介绍了间接矢量控制系统中的异步电动机参数辨识方法.通过改进的直流试验和单相交流试验辨识出异步电动机的定子电阻、转子电阻和定转子漏感;采用转差频率控制,实现电机的空载试验,从而辨识出互感.以上三个试验可以辨识出间接矢量控制所需要的全部参数,并且精度更高,算法更简单,最后以带载试验来证明辨识的参数是准确的.本文提出的方法充分利用了全数字间接矢量控制的有利条件,简化了算法,实现了电机参数的准确辨识,从而保证了这类系统的控制性能.     

基于高频电压注入的永磁同步电机参数辨识方法

中大功率工业应用中,变频器到电机之间长电缆分布参数、变频器输出频率限制将直接影响高频注入法对电机参数辨识精度。考虑多种限制条件,提出了一种基于曲线拟合的定子电阻计算方法,研究了基于高频注入的永磁电机电感参数辨识方法,重点分析了不同注入信号选择对参数辨识精度的影响,为注入信号的选择提供了依据。通过实验证明了该方法的实用性与有效性,对工业应用电机参数辨识具有重要指导意义。     

面向PMSM参数在线辨识的引入惯性因子的改进模型参考自适应方法

在线辨识永磁同步电机的参数可以实现PI控制器的实时整定,有利于电机的解耦控制以及弱磁的计算。针对模型参考自适应法在辨识永磁同步电机参数时出现的波动问题,本文引入了电机参数变化趋势的惯性因子,使参数辨识值在迭代更新时,更符合参数的变化趋势。针对永磁同步电机电气参数辨识的方程欠秩问题,本文重新设计了分步辨识的步骤,减少了定子电阻误差对永磁体磁链辨识的影响。仿真实验显示,改进后的模型参考自适应算法无噪音条件下电感、磁链、电阻辨识的绝对误差分别为改进前的30.30%、19.77%、14.12%;噪音条件下,电感辨识精度接近,磁链、电阻绝对误差分别为改进前的24.17%、37.42%,表明改进后算法辨识精度得到提升。     

基于递归神经网络的永磁同步电机参数辨识研究

电机参数的变化会加大永磁同步电动机(PMSM)的控制难度,所以研究参数辨识对于闭环控制系统的稳定运行有着重大的意义。在采用变分理论实现最小绝对值偏差法(LAD)的基础上,研究了一种基于递归神经网络(RNN)的辨识方法。仿真结果表明,该方法具有很快的收敛速度,能准确地辨识PMSM的定子电阻、d,q轴电枢电感及转子磁链等参数,并且具有良好鲁棒性,在出现参数变化或异常值情况下仍能辨识到正确结果。     

永磁同步电动机双闭环参数辨识自适应控制

针对永磁同步电动机伺服系统,其电阻、转动惯量等参数会发生变化,使系统控制环性能变差的情况,介绍了一种对电阻、电感与转动惯量进行辨识的自适应控制方法。该方法首先辨识电机的电感与电阻,设计电流环;然后采用改进的朗道离散时间递推,提出模型参考自适应算法,辨识转动惯量,设计电压环。仿真与实验结果表明,系统可以快速地跟踪参数的变化,并较之于传统的PID控制,系统的超调量小,速度响应快,具有良好的鲁棒性与稳定性。     

基于参数辨识的永磁同步电机电流精确控制方法

在永磁同步电机电流控制环节中,电阻、电感等参数的变化影响控制器的性能;随着转速的升高,反电势使电流跟随性能变差。针对这些问题,设计了一种利用参数辨识校正控制器的系数和实现反电势补偿的电流环精确控制方法:根据面装式永磁同步电机i_d=0的矢量控制特点,使用统计均值的方法辨识电机的电感,在此基础上根据波波夫超稳定理论设计了电阻和磁通的模型参考辨识方法。电阻和电感的辨识值校正PI控制器的系数,电感和磁通的辨识值用于反电势的补偿环节。仿真结果表明,该方法能够通过参数辨识对控制器系数的校正和反电势的补偿实现电流环的精确控制,电流环控制性能优于PI控制和普通反电势补偿的方法。     

基于多项式磁饱和模型及EKF的感应电机磁链观测

感应电机的转子磁链通常用定子电流进行观测,易受测量噪声影响,且观测模型精度与电机参数有关。当电机内磁场幅值变化时,磁路非线性饱和效应会引起互感参数波动,导致观测磁链的幅值和方向偏离实际值,使控制出现偏差。对此,提出基于四阶多项式磁饱和模型以及扩展卡尔曼滤波(EKF)的全状态估计算法,以定子电流作为反馈,观测转子磁链的同时,辨识互感参数。仿真及实验结果表明所提算法能降低磁饱和非线性对控制系统的影响。     

基于TR-BFGS的PMSM变参数识别及优化控制

永磁同步电机参数会随着运行工况的变化而改变,为实现高精度控制,提高系统稳定性,工程上可采用PMSM变参数控制技术。针对目前PMSM在线参数辨识方法对噪音等非电气因素的鲁棒性差、辨识精度不高的问题,本文介绍了基于TR-BFGS算法的变参数识别方法及优化控制技术。建立PMSM在dq坐标系下的等效数学模型,以实际电机电流和模型输出电流为基准,设计合适的目标函数,去除辨识中的系统扰动和固有误差,通过求解目标函数最小值获取PMSM参数预测值,并以此更新电流、转速双闭环控制系统中电机参数值。试验结果表明,本文所提参数辨识方法辨识精度高,可实现PMSM变参数高性能控制。