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。     

粘着控制中的交流永磁同步电机调速控制研究

交流永磁同步电机的模型参数辨识精度是影响电机矢量控制方法性能的关键.基于此,在交流永磁同步电机同步旋转坐标系的数学模型下,提出了一种交流永磁同步电机模型参数的辨识方法,采用直轴电流阶跃响应实验同时辨识定子电阻和直轴电感,脉冲电压实验检测交轴电感,速度驱动实验检测转子磁通.在电机模型参数辨识结果的基础上,讨论了基于矢量控制的交流永磁同步电机调速控制系统电流环和速度环的设计方法.在基于TMS320F2812 DSP的电力机车粘着控制实验平台上进行了实验研究.实验结果表明电机模型参数辨识方法的有效性,调速系统具有良好的动态和稳态性能.     

具有参数自适应功能的永磁同步电机无位置传感器控制

永磁同步电机运行过程中,电机参数在不同工况下会发生变化而影响转子位置的获取,从而影响电机控制系统的效率和性能,因此对电机参数的在线辨识非常必要。提出了基于递推最小二乘法的在线参数辨识无位置传感器控制方法,该方法对定子交轴电感进行在线辨识,并将结果反馈到滑模观测器,同时更新电流控制器参数,实现了电机控制的参数自适应功能。基于永磁同步电机系统的实验结果表明,该控制方法下系统有良好的稳定性和动态性能。     

基于无功功率的永磁同步电机转速辨识

传统的模型参考(MRAS)转速辨识是基于永磁同步电机理想的参考模型,要想准确地辨识出电机的转速需要准确地知道电机各种参数,但由于电机运行在不同条件下会导致参数发生变化,使得辨识系统性能变差。介绍了一种采用电机定子电流无功功率作为参考模型的永磁同步电机模型参考自适应系统,并结合矢量控制,利用Matlab进行了仿真分析。仿真结果表明采用上述无功功率参考模型的转速辨识系统具有良好的稳态性能,能够快速地辨识出电机转速,且依赖电机参数较少。     

基于参数辨识的PMSM电流环在线自适应控制方法

针对永磁同步电机矢量控制系统中电流控制器性能因电机参数变化而下降的问题,提出了一种基于参数辨识的电流环在线自适应控制方法。利用带遗忘因子的递推最小二乘法对永磁同步电动机定子电阻和永磁体磁链进行在线辨识,然后利用得到的定子电阻和永磁体磁链对电机d-q轴电感进行在线估计,最后利用得到的辨识值计算出实时运行条件下的电流环PI参数值。实验结果表明采用本文方法计算所得的PI参数值能够在电机参数发生变化时快速实现电流的精确控制。     

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

实际工程中永磁同步电机系统是一种具有强非线性动态系统,常规方法难以得到高精度参数估计值。结合完全学习型粒子群的多模态优化性能及免疫机理局部收敛能力强的优势,研究了免疫完全学习型粒子群智能计算模型方法。将所提方法应用于永磁同步电机系统参数辨识与建模中,构建一种基于免疫完全学习型粒子群算法的永磁同步电机多参数辨识模型方法。实验结果表明所提算法具有高效收敛性能,基于该算法的永磁同步电机多参数辨识模型方法不需要依赖任何数据手册上的电机设计值,能同时辨识电机定子电阻,转子磁链,d-q轴电感等电磁参数,且能跟踪电磁参数变化。     

基于转速扰动的表贴式永磁同步电机参数辨识

为解决表贴式永磁同步电机参数在线辨识时参数辨识耦合造成的辨识误差,从电机数学模型角度分析了参数辨识时的耦合关系,并通过仿真验证了表贴式永磁同步电机参数辨识时的定子电阻和转子磁链的耦合关系,同时提出了一种基于转速扰动的递推最小二乘法永磁同步电机在线解耦参数辨识方法。该方法通过加入转速扰动结合递推最小二乘辨识方法实现了交直轴电感、定子电阻、转子磁链的在线解耦辨识。实验和仿真验证了转速扰动的注入可以有效实现解耦辨识。     

基于级联MRAS的PMSM参数在线辨识方法研究

在无速度传感器矢量控制系统中,为实现对永磁同步电机的精确控制,需要对电机参数进行在线辨识。在对模型参考自适应方法进行深入分析的基础上,提出一种基于级联模型参考自适应的永磁同步电机参数在线辨识方法,该方法在同步旋转dq坐标系下,利用dq轴电压、电流及其偏差,借助Popov超稳定性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,实现了电机转子速度、定子电阻与转子磁链的同时在线辨识。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

一种永磁同步电机无速度传感器的矢量控制

研究了一种基于MRAS的永磁同步电机速度辨识方案:将永磁同步电机的电流模型作为参考模型,估算的定子磁链模型作为可调模型,设计了自适应律同时辨识电机转速和定子电阻.利用该方案建立了永磁同步电机的无速度传感器矢量控制系统.仿真和实验结果表明,该方案在高、低速以及转速突变时均能准确检测转子的速度以及在线辨识定子电阻,系统具有良好的静、动态调速性能.     

永磁同步电机参数自动辨识方法

矢量控制永磁同步电机因性能优越在伺服系统中的应用越来越广泛,对电机参数进行准确的辨识是实现精准控制的前提。针对传统测量永磁同步电机参数通常采用特定的仪器需手工完成在线调整困难的缺陷,提出一种在线自动辨识永磁同步电机参数的方法。提出的方法通过控制器产生一组测试信号自动测量电机的定子电阻、交直轴电感、反电势常数、转矩系数、摩擦系数和转动惯量。理论分析和实验表明:和传统方法相比,提出方法自动化程度高,辨识的所有参数误差都在10%以内。     

永磁同步电机参数辨识研究综述

在实际运行过程中,永磁同步电机的电磁参数会受温度和磁路饱和程度等因素的影响,导致电机控制系统效果降低,甚至会造成电机永久损坏,因此电机参数的精确获取对电机高性能运行起着至关重要的作用。本文首先介绍了永磁同步电机数学模型并总结了电机参数变化的原因,然后对参数辨识方法进行归纳和比较,最后提出了永磁同步电机参数辨识中亟需解决的问题以及未来的研究方向,以期为今后永磁同步电机参数辨识技术提供研究思路。     

基于参数在线辨识的高速永磁电机无差拍电流预测控制

针对无传感器表贴式永磁同步电机高速运行过程中电气参数摄动影响电流环性能和转子位置估计精度的问题，提出一种基于参数辨识的无传感器高速永磁电机无差拍电流预测控制方法。首先，为了提升电流环控制器的动态性能，结合永磁电机控制系统的特点，采用无差拍电流预测控制并进行模型参数敏感性分析。其次，针对多参数在线辨识存在的欠秩问题，提出在3种不同时间尺度下，采用基于神经元迭代求解的总体最小二乘法在线分步辨识电机定子电感、电阻和永磁体磁链。最后将辨识结果用于更新无差拍电流预测控制器及滑模观测器参数。实验结果表明，基于参数辨识的无传感器高速永磁电机无差拍电流预测控制方法能有效提高电流环控制器稳态性能及转子位置估计精度。     

永磁同步电机基本参数在线辨识

在多轴工业机器人的工程应用中,由于实际运行环境的差异,使得永磁同步电机的参数发生改变。为了保证机器人运行时的性能和精度要求,就需要实时了解电机参数的变化情况。针对这一问题,采用最小二乘法对电机的输入输出数据进行实时的递归计算来估计永磁同步电机的定子电阻Rs,交直轴电感等基本参数。仿真结果表明,最小二乘法收敛速度快,辨识精度高,能够很好地辨识电机的诸多基本参数;当λ从0.9增大到0.98时,波动幅度从16.5%降低至0.5%,可见随着λ逐渐变大,波动明显减小,辨识输出更加趋于稳定,辨识精度更高。     

具有参数辨识的船舶永磁同步推进电机无位置传感器控制

针对船舶永磁同步推进电机的无位置传感器控制需对电机参数进行修正以实现精确控制的问题,将模型参考自适应法用于永磁同步电机参数的在线辨识,运用龙格-库塔方法建立满秩的可调模型,基于Popov的超稳定性定理推导了自适应控制律,通过逐步识别完成了电阻以及电感参数的辨识,识别出的参数通过低通滤波器进行高频谐波过滤获取精准电机参数,将滤波后的电机实际参数用于算法反馈实现电机模型动态更新。软件仿真和实物平台均验证了MRAS参数在线辨识算法可以准确、有效地辨识出电机实际定子电阻和电感,具有参数辨识的船舶永磁推进电机无位置传感器矢量控制方案可行有效。     

基于参数辨识的永磁同步电动机无位置传感器控制

研究了基于参数辨识的永磁同步电动机无位置传感器控制算法。通过逆变器向电机绕组注入电压激励,根据其响应的电流来离线辨识电机的定子电阻和交轴电感。为了避免逆变器死区引起的辨识误差,采用差分的方式进行信号注入。利用辨识得到的电阻和电感值进行动态磁链的估计,结合软件锁相环估计出转子位置,从而能够在电机参数未知的情况下实现永磁同步电机的无传感器运行。通过实验验证了参数辨识算法和无传感器算法的有效性。     

基于仿射投影算法的内置式永磁同步电机控制

为了提高内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器的控制精度,需要对电机参数进行在线辨识。以永磁同步电机矢量控制为控制策略,利用模型参考自适应法对电机转子的位置和转速进行估计,提出了一种基于仿射投影算法的多参数辨识。通过仿射投影算法设置两个不同的采样时间分别辨识交直轴电感和定子电阻、永磁体磁链,将辨识的参数更新到基于模型参考自适应的矢量控制中,并搭建了实验平台。结果表明,该方法能够进行多参数在线辨识,参数值迅速收敛到真实值附近,模型参考自适应法采用辨识的参数值大大降低了转速估计误差。     

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。     

基于田口法定子冲片优化研究

高速永磁同步电机的噪声、振动和发热问题不可忽视。为改善高速永磁同步电机的噪声和振动性能,采用田口法对电机定子冲片进行优化。以定子冲片的槽口宽度、槽口高度和定子槽高度参数作为优化过程中的变量,选出一组最优的定子冲片结构参数组合来降低电机的转矩脉动、齿槽转矩和定子铁耗。仿真结果表明,田口法可以有效优化定子冲片结构,降低转矩脉动、齿槽转矩、定子铁耗,大大缩短了优化所需的时间。     

基于遗忘因子多新息随机梯度算法PMSM参数辨识

针对传统辨识算法结果不精确以及电机参数变化问题,提出了基于遗忘因子多新息随机梯度辨识算法。结合永磁同步电机系统电压方程,构建离散辨识模型。采用矢量控制方法控制电机,获得辨识模型输入输出数据,对转子电阻和电感参数进行在线辨识。仿真结果表明,该算法能够实现对永磁同步电机参数的辨识。     

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。