收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

电机传动系统参数辨识方法的研究

吴靖  
【摘要】: 在早期阶段,直流调速系统在传动领域中占统治地位。然而,从60年代后期开始,交流电动机在工业应用领域正在取代直流电动机,交流传动变得越来越经济和受欢迎。永磁交流伺服系统作为电气传动领域的重要组成部分,在工业、农业、航空航天等领域发挥越来越重大的作用。永磁同步电动机以其特点广泛应用于中小功率传动场合,成为研究的重要领域。然而,永磁同步电动机具有较大的转动脉动,而对于这些应用场合,转矩平滑通常是基本要求。因此,对永磁交流伺服系统的应用,必须考虑其转矩脉动的抑制问题。本文针对电机传动系统中参数变化对电机性能的影响,以永磁同步电机为例,围绕如何通过参数辨识来提高永磁同步电动机的控制性能,借助自行开发的全数字永磁交流伺服系统平台,对永磁同步电动机的磁场定向控制,参数辨识,神经网络和扩展卡尔曼滤波在控制系统中的应用,抑制转矩脉动,提高系统性能几个方面展开深入的研究。 本文从永磁同步电动机及其控制系统的基本结构出发,对通过参数辨识抑制转矩脉动进行了较为细致的分析。针对不同情况,通过改进电机的控制系统,提出了多种参数辨识方法。主要内容如下: 1、基于定子磁链方程,建立了永磁同步电动机的一般数学模型.经坐标变换,得出在静止两相(α-β)坐标系和旋转两相(d-q)坐标系下永磁同步电动机电压方程和转矩方程。 2、分析了永磁同步电动机i_d=0矢量控制系统的工作原理,介绍了永磁同步电动基于磁场定向的矢量控制的基本概念。经对永磁同步电动机系统进行分析,推导并建立了i_d=0控制时整个电机系统的数学模型。 3、基于超稳定性理论的模型参考自适应控制原理,设计了一种模型参考自适应控制系统,考虑电机参数的时变性,对永磁交流伺服系统的绕组电阻和电机负载转矩辨识进行了研究,以保持系统的动态性能.利用Matlab/Simulink建立仿真模型,对控制性能进行了验证,仿真实验证明这种方法的可行性。 4、人工神经网络具有很强的学习性能,经过训练的多层神经网络能以任意精度逼近非线性函数,因此为非线性系统辨识提供了一个强有力的工具。本章针对永磁同步电机提出了一种以电机输出转速为目标函数的神经网络控制方案,同时应用人工神经网络理论建立和设计了负载转矩扰动辨识的算法以及相应的控制系统的补偿方法,并应用MATLAB软件进行了计算机仿真,仿真证明和传统的控制方法相比,以电机输出转速为指导值和目标函数的神经网络控制方案能有效地提高神经网络的收敛速度,能有效地改善控制系统的动态响应,具有跟踪性能好和鲁棒性较强等优点。 5、电机的参数会随着温升和磁路饱和发生变化,需进行在线实时辨识。本文利用电机的定子电流、电压和转速,采用递推最小二乘法进行在线参数辨识,该方法不需要观测的磁链信号,消除了磁链观测和参数辨识的耦合。电机状态方程由于存在状态变量的乘积项,对电机参数辨识以后,仍然是非线性方程,为了对电机状态方程进行状态估计,得到电机的参数辨识值,本文采用扩展卡尔曼滤波进行状态估计,对以上方法的仿真实验得到了满意的结果。 6、本文基于数字电机控制专用DSP自行开发了全数字永磁交流伺服系统平台,通过软件实现扩展卡尔曼滤波对电阻和磁链的估计,以及基于磁场定向的空间矢量控制算法,获得了令人满意的实验结果,证明扩展卡尔曼滤波算法对电阻和磁链的实时估计是很准确的,由此构成的永磁交流伺服系统具有良好的静、动态性能。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张志林;薛重德;李新建;;无速度传感器矢量控制系统的建模与仿真[J];金陵科技学院学报;2006年03期
2 王鸿山;张兴;杨淑英;谢震;;基于最小二乘法在线参数辨识的异步电动机矢量控制仿真[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2009年04期
3 潘庭龙;纪志成;谢林柏;沈艳霞;;基于ANN的一种新型SVPWM控制器设计[J];系统仿真学报;2006年02期
4 李哲峰;孙大南;刁利军;林文立;刘志刚;;异步电动机在Γ~(-1)模型下的扩展卡尔曼滤波器[J];电工技术学报;2009年05期
5 黄倩;曹薇薇;贾晨曦;;基于MRAS的异步电机无速度传感器矢量控制[J];变频器世界;2010年08期
6 欧景云;文小琴;游林儒;;一种简易的异步电机参数辨识方法及其应用[J];微电机;2011年03期
7 林森;申群太;;基于MARS的无速度传感器矢量控制系统研究[J];自动化技术与应用;2008年04期
8 郭杨;王仕成;张大巧;陈摩西;;基于强跟踪滤波器的非线性系统参数辨识方法[J];电光与控制;2007年05期
9 王剑;宋小安;张绍勇;滕德红;;永磁同步电机新型智能矢量控制器设计[J];电气传动自动化;2008年03期
10 赵艳平;姜子运;;基于EKF的神经网络在网络流量预测中的应用[J];兰州交通大学学报;2009年06期
11 王剑;张雪芹;王江涛;路天航;;基于神经网络的永磁同步电动机新型矢量控制器设计[J];微电机;2008年09期
12 扶文静;肖金凤;刘霏;;感应电机无速度传感器技术综述[J];湘潭师范学院学报(自然科学版);2008年04期
13 齐冀龙;田彦涛;龚依民;朱澄;;无传感器PMSM直接计算与自适应算法[J];吉林大学学报(信息科学版);2009年01期
14 曹先庆;朱建光;唐任远;;基于模糊神经网络的永磁同步电动机矢量控制系统[J];中国电机工程学报;2006年01期
15 赵歆;王明渝;刘述喜;;基于扩展卡尔曼滤波器的异步电机矢量控制系统的转子电阻辨识[J];电机与控制应用;2009年03期
16 张恩睦;赵敏;任一峰;;基于MRAS的无速度传感器矢量控制的研究[J];山西电子技术;2011年01期
17 邱忠才;陈小勤;王远波;;基于单神经元PI速度调节器的直线感应电机矢量控制系统[J];电气应用;2007年07期
18 吴晓新;阮毅;;异步电机参数辨识方法的研究[J];南通纺织职业技术学院学报;2005年04期
19 揭贵生;马伟明;;一种基于自适应输入—输出线性化的无刷直流电机参数辨识方法[J];中南大学学报(自然科学版);2005年06期
20 杨军;方杰;项恩毕;;无速度传感器感应电动机矢量控制系统速度辨识方法[J];上海电机学院学报;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯玉强;黄梯云;;基于人工神经网络的人口发展模型的自动选择[A];管理科学与系统科学进展——全国青年管理科学与系统科学论文集(第3卷)[C];1995年
2 赵卿;曹晓岚;;人工神经网络及其在医学中的应用[A];第五次全国中西医结合神经科学术会议论文集[C];2004年
3 田国富;张国忠;张幼君;;人工神经网络在齿轮设计中的应用[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(下)[C];2003年
4 汪学清;单仁亮;;人工神经网络在爆破块度预测中的应用研究[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(一)[C];2008年
5 应义斌;景寒松;赵匀;;人工神经网络在黄花梨果形识别中的应用[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
6 周保生;朱维申;;巷道围岩移近量的人工神经网络预测[A];第一届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会论文集(下册)[C];1999年
7 刘永清;刘泉宝;蔡广基;;最大存贮容量的前馈神经网络拓扑结构的研究[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(上册)[C];1995年
8 赵林度;陈斐松;陈天滋;;基于BP算法的图象数据压缩的研究[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
9 梁化楼;戴贵亮;;高能物理中神经网络误差准则函数的讨论[A];第7届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(二)[C];1994年
10 杨军;刘鹏远;;基于神经网络的故障诊断专家系统在导弹智能故障诊断中的应用[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴靖;电机传动系统参数辨识方法的研究[D];浙江大学;2008年
2 Han Qiang;[D];山东大学;2005年
3 申金山;基于人工神经网络的化学发光法及光度法在多组分同时测定中的应用研究[D];四川大学;2005年
4 吴建发;优选压裂井方法研究[D];西南石油学院;2005年
5 张治国;人工神经网络及其在地学中的应用研究[D];吉林大学;2006年
6 王海瑞;密闭式城市生活垃圾直接气化熔融焚烧过程控制策略研究[D];昆明理工大学;2007年
7 李军红;冷轧带肋钢筋工艺的现代优化方法及质量控制[D];南昌大学;2006年
8 刘传文;仿生优化算法在数字图像处理中的应用研究[D];武汉理工大学;2008年
9 刘永阔;核动力装置故障诊断智能技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
10 李波;基于扩展卡尔曼滤波的无位置传感器PMSM系统研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张艳存;异步电机矢量控制系统的参数辨识研究[D];中南大学;2008年
2 赵歆;感应电动机离线参数辨识方法研究[D];重庆大学;2008年
3 鞠大亮;电动汽车感应电动机无速度传感器矢量控制系统[D];天津大学;2004年
4 朱跃杰;全数字化异步电机矢量控制系统的研究[D];华中科技大学;2008年
5 王旭鹏;异步电机矢量控制中的参数辨识研究[D];大连交通大学;2008年
6 姚卫忠;卡尔曼滤波器在永磁同步电机矢量控制磁同中的应用研究[D];浙江大学;2008年
7 王涛;无速度传感器异步电机矢量控制系统的转子电阻辨识研究[D];中南大学;2007年
8 任三民;带转子时间常数在线辨识的矢量控制系统的研究[D];湖南大学;2008年
9 李坤明;基于矢量控制系统的异步电机在线参数辨识研究[D];大连交通大学;2009年
10 林森;异步电机无速度传感器矢量控制系统研究[D];中南大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 胡性慧 王唯赫 杨腾;人工神经网络拓宽版权贸易路径[N];中国知识产权报;2010年
2 张东方;沙明;杨松松;人工神经网络在中药领域中的应用[N];中国医药报;2003年
3 本报记者 靖九江 采写;人工神经网络在临床上的应用[N];中国医药报;2005年
4 苑希民(中国水利水电科学研究院决策支持技术研究室 主任) 李彦彬 徐建新(华北水利水电学院) 李鸿雁(北京理工大学管理与经济学院) 苑韶峰 吕军(浙江大学环境与资源学院);人工神经网络 灵感源于大脑[N];中国水利报;2005年
5 记者 周前进;人工神经网络可筛查糖尿病[N];健康报;2000年
6 徐会川;延伸人类智力——人工神经网络[N];电脑报;2003年
7 葛一鸣 路边文;人工神经网络将大显身手[N];中国纺织报;2003年
8 本报记者 范毅波 张旭军;带上望远镜上路[N];网络世界;2005年
9 记者靖九江;发动e引擎 推动健康事业发展[N];中国医药报;2005年
10 刘友存;热轧带钢力学性能在线预测系统简介[N];中国冶金报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978