永磁交流伺服系统的抗扰动自适应控制

在某些高性能的驱动场合,惯量扰动的存在是造成伺服系统性能变差的重要原因。现提出一种具有抗扰动作用的自适应控制方法,采用梯度算法对系统的惯量进行在线辨识,并依据极点配置原则对速度控制器参数(速度环的比例系数Kpω和积分系数Kiω)进行实时调整,文中给出了理论分析。以一台面贴式永磁同步电机为对象进行了惯量辨识和自适应性能的仿真分析和实验验证,结果表明本文提出的基于梯度算法进行在线惯量辨识及调整的自适应算法是有效的。     

基于参数辨识的永磁伺服系统转速自适应控制

针对伺服电机驱动中转速控制器性能因伺服系统参数变化而下降的问题,提出一种基于参数辨识的转速自适应控制方法。对于转动惯量的变化,在连续域建立模型参考自适应系统(MRAS),通过Popov超稳定性理论设计一种比例+积分(PI)型自适应律,提高了惯量辨识的收敛速度和稳态精度。对于负载转矩,提出一种基于中间变量设计的扰动观测器。将辨识值反馈至速度控制器中,实现控制器参数在线自整定。试验结果表明,所提转速自适应控制方法能准确辨识出转动惯量和负载转矩从而进行控制器参数调整,该方法对参数变化具有良好的鲁棒性。     

基于PlatEMO的新能源高渗透率电网惯量辨识方法

传统方法构建的惯量辨识模型,未考虑新能源接入电网的比例系数,一定程度上降低了惯量辨识精度。鉴于此,构建了新能源高渗透率区域电网等效频率响应模型,以更准确还原区域电网惯量水平。针对需辨识的区域惯量参数,采用多目标优化平台PlatEMO上多种主流优化算法进行参数辨识及其辨识精度比较。仿真结果表明了辨识方法的可行性,同时表明粒子群一类算法在辨识该类闭环模型参数时,在精度上和辨识速度上具有较明显优势。     

基于MRAS的异步电机转子电阻的辨识方法

矢量控制系统的性能很大程度上依赖于电机参数的准确测量,而异步电机的转子电阻在电动机运行中由于温升、集肤效应等原因,往往是电机控制系统中变化最为明显的参数之一。文中提出了一种基于模型参考自适应的转子电阻辨识的方法,以瞬时无功功率作为模型.通过自适应调节得到所需的转子电阻参数。仿真结果表明。该方法可以准确、快速的辨识转子电阻,并且提高了系统的鲁棒性。     

一种基于指数渐消因子的自适应卡尔曼滤波算法

本文应用自适应估计理论,提出了一种指数渐消因子自适应算法。该算法通过实测残差与理论残差的比值来确定指数方程的系数,调节自适应渐消因子,保证了滤波的稳定性,提高了滤波精度,并且冲破了经验储备系数的限制。最后对比其他三种自适应滤波算法进行了仿真比较,仿真结果表明,指数渐消因子自适应滤波算法是一种实用而有效的算法。     

基于类噪声信号的等值负荷惯量两阶段辨识方法

负荷惯量的准确、在线估计是电力系统电压和频率稳定分析的重要基础。为此,提出了一种基于类噪声的负荷惯量辨识方法,基于系统中时刻存在的类噪声信号跟踪等值负荷惯量的时变特性。考虑到类噪声条件下惯量参数可辨识性较差,采用两阶段辨识的思路,首先对负荷的电磁参数进行辨识,然后基于第一阶段辨识得到的状态变量估计出惯量、转矩系数等机电参数。仿真算例和实测数据分析表明,所提负荷惯量辨识方法能够适应不同变转矩情形下负荷惯量的类噪声辨识需求;相较于恒转矩辨识方法,该方法能够更加准确地反映实际负荷的机电暂态特性,得到稳定、可靠的惯量辨识结果。     

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FMRAS的感应电动机转子电阻辨识研究

感应电动机矢量控制系统中,转子电阻的变化严重影响着系统的运行性能.对转子电阻的变化进行实时检测和辨识是提高系统性能的重要保证.针对感应电动机的矢量控制系统,基于无功功率模型,采用模糊控制以及模型参考自适应理论,提出了一种电机转子电阻的模糊自适应辨识新方法.该方法采用模糊控制技术对自适应机构的参数进行调整,设计了自适应律.系统仿真结果证明了该方法在转子电阻辨识中的有效性.     

基于朗道离散时间递推算法的转动惯量辨识研究

转动惯量辨识功能已经成为了高性能交流伺服系统的典型特征。基于加减速法的转动惯量测量方法过于依赖初始PID参数,辨识效果不佳。本文提出采用基于朗道离散时间递推算法的转动惯量辨识技术,提高转动惯量的辨识精度,同时加快辨识过程的收敛速度。     

交流伺服系统控制器在线参数自整定方法

伺服系统转动惯量的变化会影响伺服控制性能。为提高伺服性能需要对转动惯量进行在线辨识,实现伺服控制器参数的在线自整定。详细介绍了基于模型参考自适应的转动惯量在线辨识方法,提出了动态调整自适应增益和滤波器时间的方法,有效解决了自适应算法辨识速度和辨识精度的矛盾。根据转动惯量的辨识结果,利用对称优化法则,实时调整伺服控制器参数,以保证控制器动态性能的一致性和鲁棒性。仿真和试验验证了方法的有效性。     

大粘滞摩擦因数的永磁伺服系统自适应反步控制

对于粘滞摩擦系数大的永磁伺服系统,传统的自适应反步控制会导致参数辨识结果波动较大、不易稳定、转速跟踪性能较差。设计了一种实时辨识粘滞摩擦因数的自适应反步控制器,同时对转动惯量、负载转矩和粘滞摩擦因数进行辨识,提高了对粘滞摩擦因数较大系统的转速跟踪性能和转动惯量及负载转矩辨识精度。所提方法结构简单、易于实现,在d SPACE公司的DS1103系统试验平台上对其进行了试验验证,试验结果表明了所提方法的正确性和有效性。     

永磁同步电机伺服系统参数自整定策略

针对传统PI控制存在的缺陷以及永磁同步电机伺服系统运行过程中转动惯量变化的问题,提出了永磁同步电机转动惯量在线辨识PI自整定的控制方法.在伺服系统运行过程中,通过模型参考自适应算法在线辨识转动惯量,对系统中的电流环、速度环以及位置环进行参数整定.建立伺服系统仿真模型,并与传统PI控制方法进行对比.研究结果表明,参数自整...     

计及虚拟惯量控制的DFIG等效惯量在线评估与响应特性分析

虚拟惯量控制的引入提高了双馈风机的频率调节能力,然而其惯量表现形式依赖于不同控制方式,导致其惯量响应特性不尽相同,亟需实现对其惯量水平及变化特征的准确感知。对基于转子动能虚拟惯量控制的双馈风机等效惯性定量表征及响应特性问题展开研究。首先,基于利用转子动能的虚拟惯量控制策略,建立了双馈风机在转子转速时间尺度下的简化模型,进而理论推导了双馈风机等效惯性常数的数学解析式。其次,针对解析式中双馈风机控制参数的“黑箱”问题,提出了一种基于自适应扩展卡尔曼滤波的控制参数在线辨识方法。在此基础上,利用双馈风机稳态运行下的量测信息在线评估双馈风机等效惯性常数,定量表征双馈风机的惯量支撑能力。最后,在改进的四机两区仿真系统上验证了该方法的准确性。仿真分析结果表明：虚拟惯量控制参数主要影响惯量响应过程的初始阶段和恢复阶段,速度控制器参数主要影响惯量响应过程的恢复阶段和稳定阶段。     

一种感应电机转动惯量的瞬态辨识方法

为了在无速度传感器运行模式的感应电机上实现高性能控制,实现转动惯量的准确辨识,提出一种感应电机的转动惯量瞬态辨识方法。根据感应电机的定子电压、电流信号计算转子磁链、转速、转矩,构建转动惯量的自适应律。该方法能在无机械式速度传感器的前提下用于感应电机瞬态过程,仿真与实验结果表明了转动惯量自适应律的正确性和有效性。     

面向储能惯量支撑能力评估的新型电力系统惯性系数辨识方法

传统的中心惯量方法,难以用以衡量储能等电力电子设备的惯量支撑能力。提出了一种基于量测数据的惯量辨识方法,用以衡量储能对电网的惯量支撑作用。首先,对含储能电力系统惯性系数计算方法进行了推导,明确了频率-功率-惯量的关联关系;其次,采用多项式方法对储能并网点以及系统的功率、频率量测数据进行拟合,基于拟合结果辨识获得对应惯性系数;最后,在IEEE 39节点系统中对方法的有效性进行了验证,并进一步分析了不同控制策略、控制参数对储能惯量支撑能力的影响。所提方法也可以用于新型电力系统中其他类型电力电子装置的惯量评估。     

Inertia moment identification in the average speed-type instantaneous speed observer

In recent servomotor control systems using highspeed microprocessors, it is difficult to obtain accurate speed information by using a low-resolution shaft encoder because encoder pulses are very sparse in the low-speed range. To overcome this problem, the instantaneous speed observer is proposed, system stability is improved, and strong disturbance rejection control is realized. However, when the inertia moment changes, the estimated instantaneous speed has error because the observer uses the nominal value of the inertia moment to calculate the instantaneous speed. For this reason, the identification method of the inertia moment for the “position input-type” speed observer is proposed but it operated at about 50 rpm speed command. This paper proposes some novel identification methods for the “average speed-input type” instantaneous speed observer and identifies the inertia moment in the very low speed range below 1 rpm.     

基于转动惯量辨识的交流伺服速度调节器自整定研究

针对负载的变化而引起的转动惯量的变化问题,提出了一种基于转动惯量辨识的交流伺服系统速度调节器参数自整定算法.该算法根据速度调节器的参数与系统转动惯量成一定的关系,采用基于扰动观测器(DOB)的转动惯量辨识算法在线辨识系统转动惯量,根据辨识的转动惯量值实时自整定速度调节器的参数,使系统具有良好的动、静态性能.仿真结果充分证明了该转动惯量辨识算法及控制器参数自整定算法是可行、有效的.     

伺服系统转动惯量辨识及其应用

伺服系统转动惯量的快速准确辨识是伺服驱动器控制参数自整定过程中的重要环节。伺服系统转动惯量主要有两种辨识方法,分别是基于加减速的辨识方法和基于模型参考自适应的辨识方法。同时伺服最优控制参数都与转动惯量存在一定的联系,通过转动惯量的辨识,可以有效对伺服系统速度环控制参数进行整定,通过外部干扰也表明系统具有一定的抗干扰性能。     

基于自适应虚拟惯性的微电网动态频率稳定控制策略

微电网作为分布式电源的有效载体,通过分布式电源并联连接形成独立电网。而微电网中传统下垂控制的输出频率动态响应速度快,在负荷频繁波动下易受到较大扰动。为了提高微电网频率的动态稳定性,文中提出了一种基于自适应虚拟惯性的同步发电机的控制策略,该方法模拟同步发电机的行为,构造频率变化率与虚拟惯性的关系,自适应改变虚拟同步发电机控制的惯性,从而提高微电网系统抗干扰能力和过载能力。相比于传统的交替惯性方法,所构造的自适应惯性算法不需要采样频率微分项,避免了引入系统噪声,同时实现了惯量的平滑灵活调节,具有较强的鲁棒性。另外,利用李雅普诺夫稳定理论分析了所提算法的收敛性和稳定性。仿真和实验结果表明所提方法提升了微电网频率的动态稳定性,从而验证了所提控制策略的可行性和有效性。