永磁同步电机地全参数辨识

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永磁同步电机参数辨识研究

永磁同步电机参数辨识研究

永磁同步电机参数辨识研究永磁同步电机是一种具有高效率、高功率密度和快速响应等优点的电机,广泛应用于各种工业和民用领域。

为了实现永磁同步电机的精确控制和监测,需要对其参数进行准确的辨识。

下面介绍永磁同步电机参数辨识的研究内容和方法。

参数辨识的研究内容永磁同步电机的参数包括定子电阻、转子电阻、漏感电抗、定子电感、转子电感、永磁体磁化强度等。

这些参数的准确性对电机的控制性能和效率具有重要影响。

因此,永磁同步电机参数辨识的研究内容主要包括以下几个方面:(1)电机模型建立电机模型是进行参数辨识的基础,需要建立准确、简洁、适用的电机模型。

常用的永磁同步电机模型包括dq轴等效电路模型、电感电阻模型和磁路模型等。

(2)数据采集和处理对于参数辨识,需要采集电机运行时的电流、电压和转速等数据,并进行预处理,包括滤波、降噪、积分等操作,以提高数据质量和准确性。

(3)参数估计方法参数估计方法是指利用采集的数据,通过数学模型和算法进行参数估计和辨识。

常用的方法包括最小二乘法、最大似然法、粒子群优化法、神经网络方法等。

参数辨识的方法(1)基于模型的方法基于模型的方法是指根据电机的数学模型,通过采集的电机数据进行参数辨识。

常用的方法包括最小二乘法、极大似然法、扩展卡尔曼滤波法等。

这些方法需要先建立电机的数学模型,然后根据采集的数据对模型中的参数进行估计和辨识。

(2)基于信号处理的方法基于信号处理的方法是指通过对电机运行数据进行频谱分析、小波分析等信号处理方法,提取出电机运行时的特征参数,如电流的基波频率、谐波频率等。

然后根据这些特征参数进行电机参数的辨识。

(3)基于神经网络的方法永磁同步电机参数辨识是指通过对永磁同步电机的电、磁等参数进行辨识,从而实现对电机性能的优化控制。

常见的永磁同步电机参数包括:定子电阻、定子漏感、转子漏感、永磁体磁通和磁极数等。

永磁同步电机的参数辨识方法主要有两类:基于模型的方法和基于神经网络的方法。

基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电动机参数辨识

基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电动机参数辨识

O 7 言 1
在 永 磁 同步 电 动机 设计 、 真 和控 制 技术 的研 仿 究 中 , 常会 用到 电机 的参数 。因此 , 数 的准确 度 经 参
的定子 电阻 R 和 、 轴电枢电感 、 的辨识。 s g
1扩展 卡尔曼滤 波原理
扩 展卡 尔曼 滤波器 ( K ) 卡尔曼 滤 波器在 非 E F是 线性 系统 中的应用 的推 广 延 伸 , 其基 本 的原 理 还是 卡 尔曼 滤波器 原 理 , 只是 在 其 基 础 上进 行 了一 系列 的线 性 化及 离散 化处 理 , 得 卡 尔曼 滤 波 器 可 以应 使
中 图分 类 号 : M3 T 3 文 献标 识 码 : A 文 章 编 号 :0 4 7 1 (02 0 - 0 9 0 10 - 0 8 2 1 ) 7 0 1 - 4
Par m e e sI n i a in ftO 0 Ba e n t nde Kam a Fi e d l n l r t
s se a e i r v d by te i l me ain fp rm ee de tfc t n y tm r mp o e h mp e ntt o o a a tri n i ai i o
Ke r s: MS ; n i e p r mee s i e t c t n; xe d d Kama l r a a y i i y wo d P M o l a a tr d n i a i e tn e l n f t ; n l ss n MAT A / i l t n n i f o i e L B S mu ai o
Ab t a t F rt ec a g ft e ee t ma n t a a t r f h u n n MS ,te e tn e a ma l ra d t e sr c : o h n e o lcr h h o g ei p r mee so e r n i g P M c t h x e d d K l n f t n h i e d d ci n o e se d - tt d lo MS we e u e o ie t y t e r ssa c n n u t n e o e moo ni e T e e u t ft ta y sae mo e f o h P M r s d t d n i h e i n e a d i d ca c ft tr o l . h f t h n

基于MRAS的永磁同步电机在线参数辨识

基于MRAS的永磁同步电机在线参数辨识

■技术探讨与研究TECHNIQUE RESEARCH基于MRAS的永磁同步电机在线参数辨识Online Parameter Identification of Permanent Magnet Synchronous Motor Based on MRAS Runchan Liu大连交通大学刘闰婵(Runchan Liu)摘要:在永磁电机运转过程中,电机的参数会实时发生变化,而调节器不能进行参数自校正,为了获得更好的控制效果,需要对电机的参数进行在线辨识。

本文提出基于模型参考自适应(MRAS)的PMSM在线辨识方法,建立参考模型和可调模型,利用两个模型的输出量之差/通过合适的自适应律来现对PMSM参数的辨识,在线估计定子电阻、定子电感、永磁体磁链,并通过MATLAB仿真验证可行性。

关键词:永磁同步电机;在线参数辨识;模型参考自适应;参考模型;可调模型Abstract:During the operation of permanent magnet motor the parameters of the motor will change in real time,but the regulator cart perform self-correction of paramBeters.In order to obtain better control effect,the parameters of the motor n e ed to be ide ntified online.This paper proposes a model reference adaptive system(MRAS)based on PMSM on line ide n tificati o n method,which establishes a ref e re n ee model and an adjustable model,the n uses the differe n ee betwee n the output of the two models to ide n tify the PMSM parameters through an appropriate adaptive law.Stator resista nee,stator in d u eta nee,perma nent magnet flux lin kage were estimated online and verified by MATLAB simulation.Key words:PMSM;Online par a meter ide ntificati o n;MRAS;Refere n ee model;Adjustable model【中图分类号】TM351【文献标识码】B文章编号1606-5123(2020)07-0067-051引言与传统的电励磁同步电机相比,永磁同步电机具有结构简单、体积小、质量轻、运行可靠等显著优势。

伺服系统永磁同步电机参数辨识策略

伺服系统永磁同步电机参数辨识策略
关 键 词: 永 磁 同步 电机 ; 伺服 驱 动 ; 参数辨识 ; 电流 环 设 计 文献 标 志码 : A 文章编号 : 1 0 0 5 — 2 8 9 5 ( 2 0 1 3 ) 0 6 - 0 0 4 5 - 0 6 中 图分 类 号 : T M 3 5 1
I de n t i ic f a t i o n S t r a t e g y f o r PM S M Pa r a me t e r s o f Se r v o Dr i v e
第3 1 卷 第 6期
轻 工 机械
Li e .  ̄t I nd u s t r y Ma c Mn e r y
V0 1 . 3l No . 6
2 0 1 3 年1 2 月
B 。 . 1
[ 自控 ・ 检测 ]
D O I : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 5 — 2 8 9 5 . 2 0 1 3 . 0 6 . 0 1 2
参数 的辨识策略 , 实现 电阻、 交直轴电感、 反 电势 系数等参数 的辨识 。在 一 台 1 . 2 k W 的永磁 同步 电机上 进行 了实验 , 完
成 了上述参数辨识 , 并在 辨识参数的基础上设计 了电流环调 节器。得到 的辨识参数 具有较 高的精度 , 验证 了所设 计的辨 识 策略 的有效性 , 具有一 定的 工程 实用意义。

图1 P MS M 矢量控制 框 图
F i g u r e 1 Ve c t o r c o nt r o l d i a g r a m f o r PM S M
WU J i a b i a o . MA J u n h u a
( C o l l e g e o f E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g , Z h e j i a n g U n i v e r s i t y , H a n g z h o u 3 1 0 0 2 7 , C h i n a )

永磁同步电机参数辨识方法

永磁同步电机参数辨识方法

永磁同步电机参数辨识方法作者:吴茂刚吴清华来源:《中国科技博览》2016年第30期[摘要]常规的永磁同步电机参数辨识方法往往忽略逆变器死区等非线性因素,影响了参数辨识的精度。

为提高电机参数辨识的精度,本文采用无死区逆变器电路辨识电机定子电阻和直轴电感,采用常规有死区逆变器电路辨识交轴电感,采用基于最小二乘的线性回归法消除逆变器死区等非线性因素的影响,从而提高交轴电感的辨识精度。

实验结果表明,辨识值接近真实值,证明了方法的有效性。

[关键词]永磁同步电机电阻电感辨识中图分类号:TM351 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)30-0387-020 引言永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)广泛应用于要求有良好静态性能和高动态响应的伺服系统中,高性能永磁同步电机矢量控制系统需要准确的电机参数[1],如电流环参数整定、最大转矩电流比控制、弱磁控制和电流解耦控制等。

参数辨识方法分为静态参数辨识和动态参数辨识,区别是电机运行状态不同,静态参数辨识方法相对简单、适合工程化应用,动态参数辨识方法相对复杂,辨识精度也往往受到局限。

目前研究的参数辨识方法主要有:最小二乘法[2]、扩展Kalman滤波法[3]、模型参考自适应法[4]、人工智能方法(神经网络[5]、模糊系统[6]、遗传算法[7]等)。

本文主要解决静态参数辨识中逆变器死区等非线性因素对辨识精度的影响,而在常规辨识方法中往往会忽略该因素的影响。

常规辨识方法采用直流实验法定子相电阻。

方法是施加直轴电压矢量,待电机定子电流进入稳态,由直轴电压与直轴电流比值计算定子电阻。

因逆变器死区等非线性因素,实际电压小于给定电压,因而计算值偏大。

常规辨识方法采用直流衰减法辨识定子直轴电感。

基本原理是通过特定的回路连接对电机加入直流电压激励,然后记录电流通过电阻的衰减曲线完成对电机参数的辨识。

不足之处是,对于测试电路有特定的要求,有时候还需要接入特定的测量仪器来辅助完成测试。

永磁同步电机反电动势参数辨识

永磁同步电机反电动势参数辨识

永磁同步电机反电动势参数辨识
永磁同步电机(PMSM)的反电动势参数辨识主要包括反电势系数和电感参数的辨识。

反电势系数的辨识是重要的,因为它与电机的性能直接相关。

单位转速下的空载反电势的电压值定义为电机的反电势系数。

可以通过使用另外一台电机拖动待辨识的永磁同步电机以某一恒定转速旋转,然后测量电机的输出电压,根据公式计算出反电势系数。

但这种方法需要增加的外围设备较多,通用性较差。

另一种方法是通过台架试验进行辨识。

通过测试不同转速下空载反电动势的实测数据,可以得到电机反电动势的幅值随电机转速的变化曲线。

这种方法比较准确,但需要特殊的试验设备和条件。

对于电感参数的辨识,可以通过稳态试验进行。

在转矩-转速曲线的测定试
验中,使电机在额定转速下保持稳态运行,取三组不同的转矩下定子电流的变化波形,通过一定的公式计算得到永磁同步电机的直、交轴电感值。

以上信息仅供参考,如果您还有疑问,建议咨询专业人士。

永磁同步电机参数辨识研究

永磁同步电机参数辨识研究

华中科技大学硕士学位论文永磁同步电机参数辨识研究姓名:汤斯申请学位级别:硕士专业:控制理论与控制工程指导教师:沈安文20090527华中科技大学硕士学位论文摘要随着伺服技术在家庭生活和工业生产中的应用越来越广泛,具有高性能,高性价比的永磁同步电机伺服系统已经成为伺服控制系统的发展趋势。

由于永磁同步电机定子参数对于电机控制的性能有着极为关键的影响,于是本文针对永磁同步电机定子参数的辨识方法进行了研究。

文章首先对目前流行的永磁同步电机参数辨识方法进行了概述,并对各种方案进行了简单分析。

然后介绍了永磁同步电机的数学模型和空间磁场定向矢量控制方法,并对电机定子参数与电流控制器参数设计之间的关系进行了说明,阐述了电机参数辨识的重要性。

在这个背景下提出了一种基于离线方式下简单有效的永磁同步电机参数辨识方法。

随后在matlab/simulink中建立了仿真模型,对辨识方法的可行性进行了验证,并分析了硬件参数对于辨识结果产生的影响。

最后在硬件平台上对辨识方法进行了实现,并且针对微处理器本身的基本特点,实现了自然对数高精度计算,并利用了矩阵方程,最小二乘法曲线拟合等数据处理方法对参数辨识结果进行了优化处理,减小了实际硬件参数、采样数据偏差等因素产生的辨识误差。

初步的仿真和试验结果验证了所提出辨识方法的可行性和稳定性,说明本文研究的永磁同步电机参数辨识方法具有一定的实用价值。

关键词:交流伺服永磁同步电动机参数辨识最小二乘法曲线拟合华中科技大学硕士学位论文AbstractAs the servo technique servo technology has been applied more and more widely in family life and industry production, the PMSM servo system with both high performance and cost-performance ratio has become the future tendency of the development of servo control system. Since the stator parameters of the PMSM have a significant affect on the performance of motor control, the thesis focuses on the research of the stator parameters identification of the PMSM servo system.Firstly the thesis generally illustrates the popular parameter identification methods of the PMSM in the contemporary world. It also makes a brief analysis of each method. Then the mathematic models of PMSM and the methods of FOC are introduced,what’s more, the thesis states the relationship between motor parameters and the design of current controller parameters, explaining the importance of the motor parameters identification. Under this background an easy and effective PMSM parameters identification method based on the off-line mode is introduced in the thesis, additionally, by making the relevant emulator models in the matlab/simulink platform, the feasibility of the identification method is proved and the influence on the results of identification caused by the hardware parameters is taken into consideration. Finally the identification method is carried out on the hardware platform, based on the fundamental characteristics of the micro processor itself, the test implements the high precision calculation of the natural logarithm, also, by making use of the matrix equation, the curve fitness of the least square modeling and other calculation methods in order to form an optimized process on the outcomes of the parameter identification, the test reduces the identification errors caused by some factors, such as real hardware parameters and sampling data difference.Elementary emulator and the results of the tests have proved the feasibility and stability of the parameter identification which is introduced, indicating that the research on PMSM parameter identification method in this thesis does have practical values.Keywords: AC Servo PMSM Parameter Identification Least Square Modeling Curve Fitness独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

基于MRAS的改进永磁同步电机参数辨识方法

基于MRAS的改进永磁同步电机参数辨识方法
mo t o r v e c t o r c o n t r o l s y s t e m.Th e s i mul a t i o n r e s ul t s s h o w t h a t t h i s me t h o d c a n e f f e c t i v e l y i mp r o v e t h e c o n v e r - g e n c e s p e e d o f p a r a me t e r i d e n t i ic f a t i o n r e s u l t s . Ke y wo r ds:p e r ma n e n t ma g n e t s y n c h r o n o u s mo t o r ;mo d e l r e f e r e n c e a d a p t i v e c o n t r o l ;p a r a me t e r i d e n i t ic f a t i o n
法可有效 提高辨识 结果的收敛速度 。 关键 词 :永磁同步电机 ;模型参考 自适应 ;参数辨识
中图分类号 :T M 3 4 1 ; T M3 5 1 文献标志码 :A 文章编号 :1 0 0 1 — 6 8 4 8 ( 2 0 1 4 ) 0 2 — 0 0 2 9 - 0 4

( H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y S h e n z h e n G r a d u a t e S c h o o l ,S h e n z h e n 5 1 8 0 5 5 ,C h i n a )
第4 7卷 第 2期
2 01 4正
截 ' I } 杠

基于参数辨识技术的永磁同步电动机参数测定

基于参数辨识技术的永磁同步电动机参数测定

关键词 :永磁 同步 电动机 ;参数辨识;最 小二乘法
中 图 分 类 号 :T 5 M3 l 文献标识码:A
为 发展 趋 势 n ,这 一 工作 的前 提 即 是精 确 确 定永 磁 同 步 电动机 相 关参 数 。 由于采 用 实验 的方法 无 法 直 接测 定 永磁 同步 电动 机 的转 子参 数 , 因此 本文 基
Nd e P S d n i e y t e a p o c e p e i e I s F B M M i e t d b p r a h a r c s . ti i f h r
s o a ep o o e p r a h i ai d e e t e h wn t t r p s d a p o c s l a f ci . h t h v dn v
摘要 :精确测 定永磁 同步 电动机参 数具有重要 意义 。基 于 由0数学模 型与直流 衰减实验 ,采用最 小二乘 参数辨识 方 法, 测定 了一 台 75 W Nd e .k F B永磁 同步 电动机 的若干参数。 通过实 验结果 与计算机仿真 结果 的对 比分析 可以看 出,所
辨 识 的参 数 是准 确 可靠 的 。
SUN ・i Lil ng,XU ・ ing,LIHe m i Bo q a - ng
( p r n f l t c l n ie r g Not hn lc i P we i es y a dn 7 0 3 hn ) De at t E e r a E gn ei , r C iaEe t c o r v ri ,B o ig0 1 0 ,C ia me o ci n h r Un t
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第 2 卷 第 4期 9
20 0 2年 l 0月

《2024年永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究》范文

《2024年永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究》范文

《永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究》篇一一、引言随着电力电子技术的飞速发展,永磁同步电机(PMSM)作为高效、节能的电机驱动系统,在工业、交通、航空航天等领域得到了广泛应用。

然而,永磁同步电机的性能和效率受到其参数辨识和控制策略的深刻影响。

因此,对永磁同步电机的参数辨识及控制策略进行研究,对于提高电机性能、优化系统运行具有重要意义。

二、永磁同步电机参数辨识1. 参数辨识的重要性永磁同步电机的性能和运行状态受到其参数的影响,如电感、电阻、永磁体磁链等。

准确的参数辨识对于电机的控制、优化设计以及故障诊断具有重要意义。

2. 参数辨识方法(1)传统方法:通过电机设计参数和实验测试获得,但受环境、温度等因素影响较大。

(2)现代方法:利用现代信号处理技术和智能算法,如最小二乘法、卡尔曼滤波器、神经网络等,对电机运行过程中的数据进行实时辨识和更新。

3. 参数辨识的挑战与解决方案在参数辨识过程中,如何提高辨识精度、降低辨识误差、适应不同工况是主要挑战。

针对这些问题,可以通过优化算法、提高采样精度、引入多源信息融合等方法进行解决。

三、永磁同步电机的控制策略研究1. 控制策略的种类与特点永磁同步电机的控制策略主要包括矢量控制、直接转矩控制、模型预测控制等。

矢量控制具有高精度、高动态响应的特点;直接转矩控制具有转矩响应快、控制简单的优点;模型预测控制则具有较好的鲁棒性和适应性。

2. 控制策略的优化与改进针对不同应用场景和需求,可以对控制策略进行优化和改进。

例如,通过引入智能算法,如模糊控制、神经网络控制等,提高电机的自适应性和鲁棒性;通过优化算法参数,提高电机的能效和运行效率。

3. 控制策略的挑战与未来方向在控制策略研究中,如何提高系统的稳定性和可靠性、降低能耗是主要挑战。

未来研究方向包括:深度学习在永磁同步电机控制中的应用、多源信息融合在电机控制中的研究等。

四、实验与分析通过搭建永磁同步电机实验平台,对上述参数辨识及控制策略进行研究与验证。

永磁同步电机参数辨识方法

永磁同步电机参数辨识方法
图形操作。这是MATLAB的图形系统。它包含有系列高级命令,其内容包括二维及三维数据可视化,图形处理,动画制作,表现图形。同时它也提供低级命令便于用户完全定制图形界面并在你的MATLAB软件中建立完整的用户图形界面。
MATLAB数据功能库。它拥有庞大的数学运算法则的集合,包含有基本的加,正弦,余弦功能到复杂的求逆矩阵及求矩阵的特征值,Bessel功能和快速傅立叶变换。
Simulink提供一个图形化用户界面用于建模,用鼠标拖拉块状图表即可完成建模。它为用户提供了方框图进行建模的图形接口,采用这种结构化模型就像你用手和纸来画一样容易。它与传统的仿真软件包微分方程和差分方程建模相比,具有更直观、方便、灵活的优点。Simulink包含有Sinks(输入方式)、Source(输入源)、Linear(线性环节)、Nonlinear(非线性环节)、Connections(连接与接口)和Extras(其他环节)子模型库,而且每个子模型库中包含有相应的功能模块。用户也可以定制和创建自己的模块。模块有等级之分,因此可以由顶层往下的步骤也可以选择从底层往上建模。可以在高层上统观系统,然后双击模块来观看下一层的模型细节。这种途径可以深入了解模型的组织和模块之间的相互作用。
永磁同步电机控制系统的性能受电机参数精度的影响较大较高性能的永磁同步电机矢量控制系统需要实时更新电机参数为提高系统性能本文研究了永磁同步电机的参数辨识问题文章中采用一种在线辨识永磁同步电机参数的方法这种基于最小二乘法参数辨识方法是在转子同步旋转坐标系下进行的通过matlabsimulink对基于最小二乘法的永磁同步电机参数辨识进行了仿真仿真结果表明这种电机参数辨识方法能够实时准确地更新电机控制参数
KEY WORDS:PMSM; Parameter Identifica意义

在线辨识永磁同步电动机参数

在线辨识永磁同步电动机参数

永磁同步电机参数在线辨识:模型参考与EKF 的比较 摘要:本文基于模型参考在线辨识的方法,对永磁同步电机进行参数辨识。

运用李雅普诺夫第二方法和奇异扰动理论对增广系统的全局稳定性进行了分析。

结果表明,该方法应用的解耦控制技术,改善了系统的收敛性和稳定性. 把这种方法与扩展卡尔曼滤波(EKF)的在线识别方法比较,结果表明,尽管基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的在线辨识法在实现的复杂性上相对于所提出的方法更简单,但是该方法与所提出的方法相比不能给出更好的结果. 仿真结果以及对隐极式永磁同步电机实验的分析,证实了所提出方法的有效性。

永磁同步机因为他们的高效率和良好的可控性成功的应用于不同的领域。

永磁同步机的控制主要是通过高性能的矢量控制实现的。

控制变量如(速度,位置,或转矩),主要的困难在于控制转矩,这说明了控制定子电流的必要性。

在矢量控制中,如果想实现这一点,定子电流和电压矢量需在d-q 坐标系下进行分析研究。

为了控制定子电流,必须先控制其直轴电感(d)和正交电感(q)。

永磁同步电机在d-q 坐标下的电气模型是一个两输入-两输出系统,如下:f q d e e ψ==,0 f K =ω Ω是反电动势矢量d-q 分量;q d q d i i v v ,,,是d-q 轴电压和电流,Ω=P ω是转子电角速度,Ω是转子机械角速度,P 是极对数量。

系统的输入是q d v v ,,输出是q d i i ,。

根据适当的控制律控制这些电流,是定子电压通过电压源逆变器得到应用。

逆变器通常根据一个恒定增益v G 来建模。

我们可以得到qr v q dr v d v G v v G v ==,,qr dr v v ,是电流调节器的输出。

他们用于调节d-q 坐标系的电流。

隐极永磁同步电机,d 轴基准电流通常固定为零,电机转矩和转度由q 轴基准电流控制。

d q s f L L R ,,,ψ是参考模型的参数。

电机时间常数是s q q s d d R L R L /,/==ττ。

一种永磁同步电机参数辨识方法[发明专利]

一种永磁同步电机参数辨识方法[发明专利]

专利名称:一种永磁同步电机参数辨识方法专利类型:发明专利
发明人:史婷娜,汤帅鹏,林治臣,曹彦飞,阎彦申请号:CN202111544970.4
申请日:20211216
公开号:CN114204864A
公开日:
20220318
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种基于滑模观测器的永磁同步电机参数辨识方法。

获得永磁同步电机的初始机械参数和电气参数,通过编码器获得电机的机械角速度和电机的实际机械位置角,采集获得dq两相坐标系下的定子电流;以负载转矩为扩展状态变量构建扩展状态方程,以转速和负载转矩为观测对象构建扩展滑模观测方程,利用扩展滑模观测方程与扩展状态方程做差得到负载转矩偏差与转速偏差间关系式,对负载转矩值进行观测,估计获得转动惯量的观测值。

本发明实现了使用一个滑模观测器同时对负载转矩和转动惯量进行简单、快速和高精度辨识。

申请人:浙江大学先进电气装备创新中心,浙江大学
地址:310007 浙江省杭州市余杭区仁和街道永泰路2号
国籍:CN
代理机构:杭州求是专利事务所有限公司
代理人:林超
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永磁同步电机地全参数辨识

永磁同步电机地全参数辨识

永磁同步电机的参数辨识本文主要是在通用变频器上实现永磁同步电机的矢埴控制,讨于通用变频器而言,变频器所带的电机姑未知的,不同的电乩有不同的电机参数.由图23可知,要想使得永磁同步电机矢量控制系统有较好的稳志运行特性及动态响应特性,就常要电机参数精确可^1,电机带负教时的转动惯昼与转速调节器的PI参教蒂定容切相关.而电流调芍器P【参数的确定需要电机的电枢电阻、交有轴电膘、永磁休磁链等参数『国外学者很早就开始研究永磁同步电机参数辫识的方法,井且在系统H始运行之前,系统可以白动通过书定的算法对水建同步电机参数进叮辨识,然后对驱动器的各控制参数近打白婺定'从而不需要丁程人员铲对不同的电机而对驱动器相关参数进疔手动仰整,太大堵尚『驱动器的通用性"本章节主要介绍永磁同步电机电枢电阻Rs. dq轴电感、水磁体磁链(即反电势系数)的离线辨识(Off-lineAutoTuning)方法,4.1电机参数的辨识原理4.L1电枢电阻的辨识原理定义电枢电阻屈为定于每相的电阻,采用宜流涎试对电枢电阻进行参数辫识*从水磁同步电机的基本结构订以看出,当通过逆变剧向电机施加一个方向固定、幅值不变的电匹矢量时,乜机的芭相电流整会很快达到一个稼定值且电机静止,由于输入的是亘流电流,定于绕组的电抗值为零,定子统组相当于个纯电阻。

下图为电枢电阻辨识实轮的等效图.—n JL 3 A型4 i直流宴验箸殷图假设电流表读数为Li,电玉表读数为Ud,则/广4 = V = -o.5J rf.于是得到电阴的计算表达式如下,—(4】)4J.2交直轴电感的辨识原理在进行电枢电阻辨识时,当定子电流达到稳定值后,永磁同步电机的转子N极将会转到与施加的定子电压矢量相同的位置.这时所施加空间电压矢量的位置即为d轴位置。

这时根据水磁同步电机在两相旋转坐标系下的数学模型,当电机转速为琴时,式(110)可化简得到下式:di,Ud=RJd*Ld 亏(4.2)对于电压阶跃输入时的电流响应为:顷)=牛。

永磁同步电机参数辨识研究综述

永磁同步电机参数辨识研究综述

综述永磁同步电机参数辨识研究综述刘伟王俊(东北石油大学电气信息工程学院,黑龙江大庆 163318)摘要在实际运行过程中,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。

关键词:永磁同步电机;参数辨识;电机控制Review of research on parameter identification ofpermanent magnet synchronous motorLiu Wei Wang Jun(School of Electrical Information Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing, Heilongjiang 163318) Abstract In the actual operation process of permanent magnet synchronous motor (PMSM), the electromagnetic parameters of the motor will be affected by such factors as temperature and saturation degree of magnetic circuit, so as to reduce the effect of the motor control system and even cause permanent damage to the motor. Therefore, accurate acquisition of motor parameters plays a crucial role in the high-performance operation of the motor. This paper first introduces the PMSM mathematical model and summarizes the reasons for the change of motor parameters, then summarizes and compares the methods of parameter identification, and finally puts forward the urgent problems to be solved in PMSM parameter identification and the future research direction, in order to provide ideas for the future PMSM parameter identification technology.Keywords:permanent magnet synchronous motor (PMSM); parameter identification; motor control永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)以其结构简单、功率密度高、控制性能好等优点得到广泛应用[1]。

基于改进RLS算法的永磁同步电机参数辨识

基于改进RLS算法的永磁同步电机参数辨识

基于改进RLS算法的永磁同步电机参数辨识林巨广;陈桐【摘要】永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)参数的在线准确辨识是实现电机高性能控制的基础,也为系统故障诊断提供了依据.传统递推最小二乘(recursive least square,RLS)法在辨识PMSM的d轴、q轴电感参数时对系统噪声、状态变化较为敏感,动态辨识稳定性不佳.文章在建立离散化辨识模型的基础上,提出了一种改进递推RLS算法,用于d轴、q轴电感参数的在线辨识.该算法在动态辨识过程中引入电流变化率,同时改进算法中的增益矩阵K,减小d轴、q轴辨识误差对电感修正产生的耦合影响.通过一台20 kW的PMSM仿真及实验,验证了改进的辨识算法能够有效提高参数的动态辨识效果.【期刊名称】《合肥工业大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2019(042)007【总页数】6页(P876-880,934)【关键词】永磁同步电机(PMSM);参数在线辨识;递推最小二乘法;离散系统;电感辨识【作者】林巨广;陈桐【作者单位】合肥工业大学机械工程学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学汽车工程技术研究院,安徽合肥 230009【正文语种】中文【中图分类】TM341永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)因具有控制性能好、能量密度大等优点,被广泛用于高性能伺服控制、新能源汽车驱动等各个领域。

而作为机电能量转换系统,PMSM电气参数与转矩输出性能密切相关。

因此,准确地在线辨识d轴、q轴电感参数具有重大意义,例如用于优化转矩输出性能、进行部分电机故障问题的诊断等。

常用的PMSM电磁参数辨识方法可分为离线法和在线法两大类。

离线法主要包括有限元法[1]、实验标定法等,这类方法将仿真或实验得到的参数以表格的形式存储到控制系统中,通过查表、插值等方法获取某工况下的电磁参数,其优点为辨识精度稳定、易于实现,但会占据较多的存储空间,且无法准确反应电机受环境因素影响所发生的实时变化。

永磁同步电机性能与参数辨识研究

永磁同步电机性能与参数辨识研究

永磁同步电机性能与参数辨识研究永磁同步电机是一种广泛应用于工业领域的高性能电机。

它具有高效率、高功率密度、高转矩密度以及较高的控制精度等优点,因此在电动汽车、风力发电、工业自动化等领域得到了广泛应用。

而为了更好地了解和优化永磁同步电机的性能,参数的准确辨识成为研究的重点。

首先,针对永磁同步电机的性能辨识研究,需要了解电机的基本工作原理和电气等效模型。

永磁同步电机由转子和定子两部分组成,转子上包含有恒磁铁,因此具有永磁特性。

电机的性能取决于电机的参数,包括不同转速下的转矩-电流特性、磁场分布等。

因此,需要对电机的参数进行准确辨识,以便进一步优化控制策略和提高电机的性能。

其次,永磁同步电机的参数辨识方法可以通过实验和数学建模的结合来实现。

实验方法主要通过测量电机在不同工况下的电流、电压和转速等参数,然后利用这些数据拟合电机的等效模型,从而得到电机的参数。

这种方法的优点是具有较高的准确性,能够直接反映电机的真实性能。

但是实验方法需要较大的成本和复杂的实验设备,而且时间成本较高。

另外,还可以通过数学建模方法来辨识永磁同步电机的参数。

这种方法基于电机的等效模型和参数辨识技术,通过数学计算和仿真模拟,得到电机的参数。

数学建模方法优点是成本低、实验操作简单,且具有较高的灵活性。

但是该方法在参数的准确性上可能与实验方法存在差异,需要对建模过程进行精确的数学推导和合理的模型假设。

除了以上两种方法,还可以采用神经网络辨识方法来研究永磁同步电机的性能和参数。

神经网络辨识方法利用神经网络的学习和拟合能力,通过输入电机的电流、转速等参数,训练神经网络模型并预测电机的性能和参数。

神经网络辨识方法相对于传统的数学建模方法和实验方法,具有较高的自适应性和准确性,且能够处理非线性和复杂性能,因此在近年来被广泛研究和应用。

总结起来,永磁同步电机性能与参数的辨识研究对于进一步优化电机的控制策略和提高电机的性能具有重要的意义。

可以通过实验方法、数学建模方法和神经网络辨识方法来实现对电机参数的准确辨识。

《2024年永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究》范文

《2024年永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究》范文

《永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究》篇一一、引言随着电力电子技术的不断发展和应用,永磁同步电机(PMSM)因其高效、节能、稳定等优点,在工业、交通、家用电器等领域得到了广泛应用。

为了更好地发挥永磁同步电机的性能,对其参数辨识及控制策略的研究显得尤为重要。

本文旨在探讨永磁同步电机的参数辨识方法及控制策略,以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、永磁同步电机基本原理永磁同步电机是一种利用永磁体产生磁场的电机,其转子无需电流激励。

电机定子上的三相绕组通过交流电源供电,产生旋转磁场,与转子永磁体相互作用,从而实现电机的旋转。

了解其基本原理有助于更好地理解参数辨识及控制策略的必要性。

三、永磁同步电机参数辨识(一)参数辨识的意义永磁同步电机的性能与其参数密切相关,如电感、电阻、转子惯量等。

为了准确控制电机,需要对其参数进行准确辨识。

参数辨识能够提高电机的控制精度,优化电机的运行性能。

(二)参数辨识方法目前,常用的永磁同步电机参数辨识方法包括基于模型的方法、基于信号的方法和基于优化算法的方法。

其中,基于模型的方法利用电机的数学模型和实验数据,通过对比分析得到电机参数;基于信号的方法通过分析电机运行过程中的电压、电流等信号,提取出电机参数;基于优化算法的方法则通过优化算法对电机参数进行优化估计。

四、永磁同步电机控制策略(一)矢量控制策略矢量控制是永磁同步电机常用的控制策略之一。

它通过坐标变换将三相电流转换为直流分量,实现对电机转矩和磁场的独立控制。

矢量控制能够提高电机的控制精度和动态性能。

(二)直接转矩控制策略直接转矩控制是一种基于转矩的电机控制策略。

它通过直接控制电机的定子磁链和转矩,实现对电机的快速响应和精确控制。

直接转矩控制具有响应速度快、转矩脉动小等优点。

(三)滑模控制策略滑模控制是一种非线性控制策略,适用于永磁同步电机的控制。

它通过设计滑模面和滑模控制器,使电机运行在滑模状态上,实现对电机的稳定控制和快速响应。

一种永磁同步电机参数辨识方法、装置、设备及存储介质[发明专利]

一种永磁同步电机参数辨识方法、装置、设备及存储介质[发明专利]

专利名称:一种永磁同步电机参数辨识方法、装置、设备及存储介质
专利类型:发明专利
发明人:徐百川,罗超月岭,黄煜昊,郑韵馨,杨凯,李黎
申请号:CN202210367115.9
申请日:20220408
公开号:CN114448319A
公开日:
20220506
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种永磁同步电机参数辨识方法、装置、设备及存储介质,其包括以下步骤:基于永磁同步电机的状态信息建立永磁同步电机dq轴模型;基于永磁同步电机dq轴模型,利用饥饿博弈搜索算法识别及修正永磁同步电机参数。

本发明涉及的一种永磁同步电机参数辨识方法、装置、设备及存储介质,由于饥饿博弈搜索算法具有较强的全局搜索能力,利用饥饿博弈搜索算法识别及修正永磁同步电机参数,能满足前期大范围探索和后期开发搜索深度的需要,能够实现永磁同步电机参数的快速准确辨识。

申请人:华中科技大学
地址:430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号
国籍:CN
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永磁同步电机的参数辨识本文主要是在逋用变频器上实现永磁同步电机的矢星控制,对于通用变频器而言,变频器所带的电机是未知的,不冋的电机有不同的电机参数.由图N3可知,要想使得永磁同步电机矢量挖制系统有较好的稳応运行特性及动态响应特性,就需蔭电机参数耕确可知.电机帯负我时的转动惯宣与转谏调节器的PI参敌幣定密切相关.而电流调书器P【塞数的确运需要电机的电松电阻、交宜轴也感、永碰休磁链尊参数*圉外学者很¥就开始研究永磁同步电机参数辨识的方法*片且生杀统”始运彳亍之挤系统可以白动通过特定的算法対永陋冋步电机慕数进fj辨识,然后对驰动器的各控制参数址行自整定,从而不需要丁程人页铲对不冋的电机而对衆动讎村黃参敎进厅手胡贷協大大増運『驱动器的適用性…本章节主突介绍永破同步电机电枢电阻Rs. dq轴电感、风碣休厳链(即反电势系数)的离线辨识(Off-lineAutoTiming)方法*4.1电机参数的辨识原理4.1.1电枢巾阻的辨识原理定义电枢电阻尬为定子每爬的电阴*采用貞滾测试对电枢电阻进行参数辫识。

从水磁同步电杠的基木结构可以看出,当通过逆变器旬电机施加•个方向固定、幅值不变的电压矢量时*电机的三相电流精会恨快达刊-个免定值且电机前止。

由于输入的是豆流电流.定子绕组的电抗值为零,定子绩组用当于个纯电粗。

下图为电枢电阳辨识实验的等盘图.债设电流表读数为4电压表读数為U”则心・厶・厶=人=-0.5乙,子是得到琨阻的计谆表达式如下1(4 1)4J.2交直轴电感的辨识原理在进行电枇电駅辨讲时,当定子电液达到稳定俏后,永確同步电机的转子N极将会转到与施加的定子电压矢量相同的位託•这时所施加空间电压矢量的位遥即为d 轴位 置。

这时根振水磁冋步电机在两和旋转坐标系下的数学模型,当电机转速为零时,式(110)可化简得到下式:di,%=RJd+Ld 才(4.2)对于电压阶跃输入时的电流响宜为: (43)其中ZU/R,为稳态时的屯流值,心为屯机的电枢电阴,—为待辨识的d 轴电 感。

通过记录◎的匕升过稈可计尊出肖.轴电憋。

由第2章的介绍可知,对于表贴式永磁 同步电机而言,交直轴电感基本是相等的,所以只需辨识其中一个即可。

4.13反电势系数的辨识原理单位转速下的空較反电势的电压值定义为电机的反电势系数,笊位V/Krpm ・梵计 舁公式为:K v = E/n(4.4)其中,E 为空载反电势,单位V : ”为对应的转速,单位Krpm 。

反电势系数其实就是转子永磁逆链,只是单位不同,永磁磁链卩/的单位是Wb, 其计算公式为屮广Eb, E 空我反电势,玳位V ; 3为转子•碇转机械角速度,单位是 rad/so 永磁磁链与反电势系数间的换算关系如下:由反电势系数的定义就能很容易想到一种反电势系数的耕识方法,即使用另外一台 电机拖着待辨识的永磁同步电机以某一恒定转速(假设是n (单位:Krpm )的转速)旋 转,然后测得电机的UV 端的输出电压(假设是E (单位:V )),根据式4.4就能计算 出反电势系数。

用这种方法确实能够比较粘确的辨识出永磁同步电机的反电势糸数,但 同时也能发现这种方法需耍增加的外囤设备太参(需要另外一台速度可辅确控制的电 机,以及电压测虽装置等),通用性较差,所以不太适合辨识反电势系数。

这里给出一个工程上计算PMSM 的反电势系数的经验公式,此公式是根据安川 A1000的变频器经过多台永磁同步电机的实验结果幷总结规律所得。

(4.6)JC 中,耳为电机额定功率(单JT5»10叫 (4.5)位:W),勺为极对数,九为额定频率(单位:Hz), 打为额定电流(单位:A), K为修正系数,取9.62.对多家厂商生产的永磁同步电机的参数进行了验证,利用式(4.6)计算出来的反电势系数与厂商给定的反电势系数的谋差基木维持在±15%以内,所以可以用式(4.6)的计算法代替上文提及的反电势系数的辨识方法W可。

4.2电机参数的辨识方案上节中阐述的永磁同步电机参数的辨识原理均在理论上成立,但在实际系统中,有许多不利因素限制了上述算法的直接使用,并严重影响辨识结果的准确性和稳定性.这些不利因素主要有:(1)死区造成的电压损失和电流波形畸变;(2)开关器件的导通压降;(3)PWM方式产牛的电流纹波;(4)PWM方式使电机贴好的彫响加剧;(5)电机参数在不同的电源频率和载波频率时会有变化。

以下对如何在永磁同步电机矢量控制系统中炙现电机参数的辨识作详细说明。

4.2.1电枢电阻的辨识方案根据PMSM在两相静止坐标系下的电压方程式(2.5)可知,% = RJa +如a/力,当向电机定子绕组注入直流电压且电机静止时,感应电压为零,即所以电压方程变为:U a = RJ a,根据给定的电压和实测的电流值就町计算得到电阻值,R严Ua"a。

根据图4.2可知,Rs的辨识过程是以电流为目标,给定某-个固定的电流值,通过P1调节器给出需要的电压值,再经过SVPWM的运算,通过逆变益向永磁同步电机注入相应的直流电压.为了消除部分死区效应的彩响和开关器件产生的电压损耗,可采用差分的算法来辨识电枢电阻。

其具体做法是:向电机注入两段方向相同、幅值不同的直流电流厶“仁⑺(这里取A KW U—=°・38乙),通过PI调节器分别得到所希耍的电压值.再检测出实际电流值,利用差分算法就能计第出电枢电配值C 电枢电阻 计算公式如下:其中,%、I aredl 为第一次注入宜流电压时的给定电压、反馈电流值,J 、l area/2 为第一次注入貞流电压时的给定电压、反馈电流值,K&为可手动调节的电机电阴辨识 结杲的修正系数'此差分览法虽然可以去除部分死区和开关器件产生的电压损失的彩响•但是仍存在 误差,而有些误差的存在是不可避免的,以下一一列出.(1》在不同的电流幅值下,输入电压的损失并不是完全固定不变的,由此引入了 一定的电压计算误差;(2) 逆变器是以PWM 方式控制电流的,电压和电流并不是理想的直流,必然含 有戟波频率的谐波分鼠(较波坝率的倍数的谐波可忽略人而披波频率的谐波分虽首先 在直流电流中产生纹波,在同步PWM 方式中,会产生电流检测谋差:(3) 谐波分量将使电抗值不再为零,因此,即使以墊分的方式计算Rs,仍需要对 最终的辨识值进行修正。

在软件中实现旳妾注帝以下几点:(1) 对电流做PI 控制输出电压吋,前段使用较大的系数,以加速电流上升速度, 减少参数辨识时间,后段使用较小的系数,加强电流波形的稳定杵:(2) 电压给定值和电流检测值均需做大滤波处理,使用同样的滤波系数,以相兀 抵消低通滤波算法造成的衰减及精度损失;(3) 在电流稳定段,记录多组电压和电流值,用其均值做虽终的Rs 计算。

4.2.2 dq 轴电想的辨识方案根嶠4.1.2竜节阐述的d 轴电感辨识原理,可制定出如下d 轴电感的辨识方案:在电枢电阴辨识完成对,电机的转子N 极是U 相所在的位置,此时紧接着电枢电 阻的辨识方案,向电机施加U 相直流电压矢量,此时电机转子是不转动的,直轴电流 将随Z 变化。

根据戎(4.3)所示,只要记尿此吧的电流随时间的变化规律,并结合给 定电压值以及上一步参数梆识出來的电版电阻值就能计算"Id 轴电感值.但是,苗于指 数函数的实现不易.这卑可•取某些恃殊点来计算貫轴电敬中式4.3可知,电流匕升至 稳态值的0.632 ( 1-e *)倍时,电感和电阻的关系可写成:L d = Z 0.632 - RS <4.8)式中「0632为电流上升至稳态值的0.632倍时所需要的时间•而直轴电感辨识的上要 忖标就棗中于『0.632的获取。

-I areal] area/2 (4.7)根堀以上方案可辨识出永磁同步电机的d 轴电感,具体的实现框图如图4.3所示:图4.3貢轴电感的辨识框图 图中.为辨识申.阻时,目标电流为额定电流时,P1凋节器计算出的对应的电压 值。

软件实现时,需注意以下几点:(1) 由丁低通滤波必然来带相位滞后和幅值的衰减,所测得的时间心&2误差较大, 所以用此种方法测电感不可以加低通滤波:(2) 不建议使用太小的载波,否则精度不够,以4K 载波为例,每采差一个点时间 就相差0.25ms 则电感值的误差就增加(0.25*Rs) mH,这里可取10K 波频率;(3) 直轴电感的辨识紧接着电枢电阻的辨识Z 后,所以辨识之前无需进行转子定 位,但是对丁直轴电感的辨识,所施加的电压方向必须与辨识电阻的电压方向冋向,否 则辨识貢轴电感时转子亦会转动,辨识结果不对;(4) 由于辨识直轴电感时,d 轴与a 轴重合,且电机骄止不动,所以可以用a 轴 的电流变化率来计算d 轴电感;(5) 实际的采样电流值足离散的,采得的电流值不一定刚好有0.632产,软件算 法需要实现冃标就是获得0.632 /*这个电流值附近的点,首先设遗一个绝对偏差量£ , 当|0.632•产弋|<£时,记录下此电流心对应的时间用于计算电感,£的大小决定了 辨识结果的精度和成败,若设置太小,则有可能一个点都采不到;若设置太大就会采冯 好几个点。

对于某个特定的£,采得的点就需要进行筛选和处理,这样才能辨识出比较 准确的直轴电感值。

4.3参数辨识的实验波形及结果i —nri a Lit / 0.632•广一3s/2s .43.1参数辨识的实验波形閃为在辨识电枢电阻及d轴电感时,向电机输入的白流电压欠磧的力向都是U相, 所以UVW三相电流应满足厶=I w = -0.5乙,图4.4和图4.5也说明了这一点。

如图4.4所示,在辨识电枢电阻时,第-段以打出1倍额定电流为目标,第二段以打出0.38倍的额定电流为目标,分别经过PI调节器的调节,算出给定的电压值.在第一段和第二段电流平稳阶段,毎隔5ms取一次电压和电流值,共取20个点,然后对这20个点的电压、电流求平均值,然后依据式(4.7)就能计算出电机电阻。

如图4.5所示,在辨识完电枢电阻后,继续向电机注入辨识电枇电阻时,额定电流对应的电压值。

当注入这个电压值时,由于定子绕组的电感作用,电流是逐渐上升的,在电流上升的过程中,不断对电流进行采样(lOOus采样•次),当采得的电流值满足| 0.632 /*-/… |V£时,记下此时的采样时间点,该时间就足辨识的d轴电感需耍的0632, 然后依据式(4.8〉就能计算出直轴电感值.木永磁同步电机矢量控制系统所使用的SPMSM的技术参数如下衣:表4.1水磁同步电机技术参数参数名称参数值电机型号:GK6064-6AC61额定转速:2000rpm额定电压:380V额定电漩: 1.8A额定功率:0.75Kw转子惯気: 6.7M04kg.m2根据上表的参数及式(4.6)可计算岀反电势系数为:1203V/Krpmo下表给出基于上述参数原理及方案的辨识结果(注:式(4.7)中的修正系数Koc 取1.即不修正人表4.2永磁同步电机的参戟辨识结果。

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