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永磁同步电机测试系统设计及其参数的在线辨识研究

张伟  
【摘要】:电机测试和参数辨识技术是研究电机控制规律、设计新型电机的基础。电机测试要求系统具有自动化程度高、采集速度快、可以控制执行机构、保存查询数据等功能。虚拟仪器是在计算机上利用软件编制可视界面,采集、保存、显示数据,驱动外设的开发工具。利用虚拟仪器设计电机测试系统,集成化程度高,驱动和板卡丰富,软件开发周期短,能够很好的满足测试需求。电机参数辨识技术应用较多的是频域响应法和时域辨识法。频域响应法对输入的信号要求高,是建立在线性系统基础上的,不能反映动态过程中的非线性特征。时域辨识法主要有卡尔曼滤波法和最小二乘法,这两种方法一是存在局部最小或收敛性问题,二是往往采取线性化而带来误差。基于模型参考的自适应辨识法,对待辨识模型(参考模型)和可调模型给相同的输入,通过对比输出信号,反馈调节可调模型的参数,直至达到输出信号完全相同,则可调模型的参数就是待辨识模型(参考模型)的参数。该方法不影响测试系统的正常运转,能够克服前面所述方法的缺点,可以实现在线辨识。本文所研究的主要内容如下:首先,调研了当前电机测试系统的设计方案,从中总结出一套利用LabVIEW控制,WinCC监控,Matlab计算的电机测试方案。随后设计了整体硬件结构,并对PC、外设进行了参数设置和网络设置。其次,基于LabVIEW环境,开发主控测试程序,实现测试系统的用户管理、测试项目选择、数据库操作、报表打印等功能。利用WinCC开发监控界面,做到实时数据显示,一旦超限会有声光报警。两者通过OPC技术进行变量共享,完成数据交换。最后,深入探讨了小波消噪在滤波上的优势,并在LabVIEW主控程序中利用Matlab Script进行编程验证。总结以往电机辨识方法,对模型参考自适应方法进行研究,利用SIMULINK和SIT工具包,实现电机测试系统中在线辨识的仿真。


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