基于转动惯量辨识的交流伺服系统自适应扰动观测器设计

在交流伺服系统中,负载转矩及系统转动惯量的变化所引起的扰动将会影响伺服系统的动态性能。本文提出一种基于转动惯量辨识的自适应扰动观测器,以系统运动方程为算法模型,选取包含转动惯量和负载转矩信息且具有较高独立性的待辨识系数作为可调参数,解决辨识过程中因参数耦合的影响而导致算法收敛速度慢以及辨识初期出现波动的问题;同时对负载变化时的辨识结果波动问题进行分析,通过合理选择参数,很好地抑制了该波动。仿真和实验表明:该扰动观测器能够快速准确地实现对转动惯量和扰动转矩的同时辨识,将该扰动观测器与伺服系统矢量控制相结合,可以有效提高系统的动态性能。     

利用蚁群算法辨识PMSM伺服系统负载转矩和转动惯量

提出用蚁群矢量移动算法同时辨识永磁同步电动机(PMSM)伺服系统负载运行时的转动惯量和负载转矩,以便速度环的PI参数整定和转矩补偿。其原理是把蚁群的平面矢量移动正交分解成水平和垂直两个方向,分别和转动惯量及负载转矩对应,每只蚂蚁的位置对应一种转动惯量和负载转矩组合的可能解。运用采样得到的d轴电流和速度序列数据,基于最小方差原理,建立蚂蚁信息素散发模型,使得蚂蚁位置与实际转动惯量和负载转矩越接近,蚂蚁散发的信息素越大。根据蚁群总信息素分布情况,计算蚁群的理想分布期望,与实际蚁群分布比较后,启发蚁群矢量移动,并朝最优方向聚集,收敛点为辨识最优解。精心选择蚁群的规格化分布区间,把动态的蚁群分布区间转化成规格化区间,改善收敛速度。仿真和实验表明,能同时辨识转动惯量和负载转矩,误差小;蚁群规模变大,误差更小,调整后的伺服系统动态性能变好。     

永磁同步电机转动惯量辨识研究

永磁同步电机伺服系统的控制性能不仅受到电机参数的准确性影响,还受到负载转矩变化等因素影响。为了使伺服系统具有良好的动态响应特性,需要对电机机械参数进行辨识,对负载转矩进行前馈补偿。将负载转矩和扰动转矩进行合并,应用状态观测器对合并后的扰动负载转矩进行辨识。采用积分辨识法对扰动负载转矩进行计算,得到转动惯量辨识结果。仿真和试验验证了该方法的可行性和有效性。     

永磁同步电动机伺服系统转动惯量辨识

为了提高伺服系统的动态响应特性,可对负载转矩进行前馈补偿,对电机机械参数进行辨识。介绍一种基于状态观测器的扰动负载转矩观测法,以及依据自适应法对转动惯量进行辨识的方法。仿真和实验验证了该方法的正确性和可行性。     

交流伺服系统转动惯量在线辨识及负载转矩观测

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。在详细介绍两种永磁同步电机转动惯量实时辨识方法的基础上,提出了融合模型参考自适应算法和负载转矩观测器的混合观测模型。该混合观测模型采用模型参考自适应算法在线辨识电机转动惯量,建立降阶负载转矩观测器,实时观测负载转矩和粘性摩擦系数。仿真实验验证了该方法的有效性。     

转台伺服系统负载转矩估计研究

针对转台系统工作时负载转矩和系统参数变化大的特点,建立了伺服系统负载机械运动离散模型,设计了负载转矩观测器对负载进行估计。建立了电机系统扩展卡尔曼滤波模型并对转子角速度和角度进行估计。通过估计的电机转子角速度值和角度值得到减速器输出端相应值从而对伺服系统负载转矩进行估计。仿真结果表明扩展卡尔曼滤波方法能准确估计电机状态,负载转矩观测器能准确估计负载转矩,对提高转台伺服系统跟踪精度具有一定的理论意义。     

交流伺服系统参数辨识策略研究

在永磁同步电机(PMSM)伺服系统中,当负载转矩或负载转动惯量发生变化时,会使伺服系统中已优化整定好的控制器的性能严重下降,甚至出现恶化的情况.通过准确辨识当前系统的总转动惯量和负载转矩的基础上,可以实现具有良好瞬态特性的速度控制.提出了一种基于电机运动方程的负载转矩和总转动惯量辨识方法,通过数学推导,得到转动惯量辨识的递推公式,并用Saber仿真软件搭建了伺服系统的参数辨识仿真模型,仿真结果验证了辨识方案的可行性和有效性.     

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.     

PMSM交流伺服系统负载转矩动态补偿方法

基于交流伺服电机的运动方程，构建了一个负载转矩辨识观测器，将观测值动态补偿到速度环中，实现了负载转矩动态补偿，有效提高了速度环抗干扰性能，增强了系统的鲁棒性，实验和仿真结果表明了该方法的正确性。     

永磁交流伺服系统转动惯量辨识方法

在对传统方法研究基础上,提出两种分别基于加减速法和二分法的新型转动惯量辨识方法.其中改进加减速法将传统方法微型化,使得电机可以在微震运行状态下进行惯量辨识;二分法利用转矩和转动惯量之间的联系,对转动惯量进行二分法快速查找.基于试验平台,对传统方法和新型方法进行试验验证,研究各方法可行性,并给出各自优缺点和适用场合.     

基于降维负载转矩观测器的永磁同步电机转矩前馈补偿策略

针对飞机电蒸发冷却系统中永磁同步电机(PMSM)在不同工况下的抗负载扰动问题,研究了负载转矩前馈的方法,提出了一种基于降维负载转矩观测器的转矩前馈控制难点。针对降维负载转矩观测器提出工程化设计方法,通过将观测到的负载转矩补偿到电机电流环输入,实现电机对负载扰动的快速响应,提高了抗负载扰动能力。仿真和试验结果验证了降维负载转矩观测器设计方法以及PMSM负载转矩前馈控制算法的正确性和有效性。     

交流伺服系统负载扰动补偿控制

针对未知负载扰动对伺服系统动态性能的影响,提出一种基于降阶扩展卡尔曼滤波器(EKF)的负载转矩在线辨识及补偿方法。根据交流永磁同步电机(PMSM)机械运动方程,建立了负载转矩辨识数学模型,研究了在同一组PID参数控制下,负载转矩补偿前后系统位置误差的变化。仿真与实验结果均表明,所提出的降阶EKF能有效辨识负载转矩,采用转矩补偿控制后,明显减小了系统中由于负载扰动引起的位置误差,提高了系统的抗负载干扰能力。     

伺服系统的离线惯量辨识方法

针对传统离线惯量辨识方法计算精度不高,应用场合受限的问题,提出了一种改进的离线惯量辨识方法。该方法采用加减速指令规划在辨识过程中引入了转矩积分的计算方式,消除了负载与摩擦的影响,提高了辨识结果的精确度。建立了伺服系统离线惯量辨识的计算模型。对所提方法进行了试验验证。结果表明,该方法可以有效提高辨识结果的精确度,在带负载的场合同样适用。     

永磁同步电机交流伺服系统负载转矩动态补偿方法

交流伺服电机负载转矩的变化对系统性能的影响非常明显,需要进行在线动态补偿,但负载转矩与转动惯量一样,是一个很难直接测量的非电物理量,需进行在线辨识。文章构建了一个负载转矩辨识观测器,将观测到的值动态补偿到速度环中,有效提高了速度环抗干扰性能,增强了系统的鲁棒性。     

带负载转矩补偿的 PMSM 交流伺服系统自适应控制

设计了一个基于ＤＳＰ和ＰＭＳＭ自适应速度控制器，使用了模型参考自适应方法，具有计算量小的特点，能实时辨识系统参数，采用自适应负载转矩观测器补偿负载转矩扰动，实验表明本控制器在系统参数变化和负载转矩扰动的情况下具有良好的自适应能力。