论文摘要
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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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 电机测试系统研究的背景和意义1.2 虚拟仪器技术概述1.3 国内外研究现状1.3.1 电机测试技术的研究现状1.3.2 虚拟仪器技术的研究现状1.3.3 在线辨识技术的研究现状1.4 本论文的主要工作第2章 电机参数的测试原理及实现方法2.1 交流永磁同步电机的结构2.2 需要测试的电机参数2.3 定子绕组的电阻测量2.3.1 绝缘电阻的测定2.3.2 绕组直流电阻的测定2.4 定子绕组的电感测量2.4.1 直轴电感的测量2.4.2 交轴电感的测量2.5 电机转矩、转速检测2.6 电机电流、电压检测2.7 综合性能测试系统总体设计2.7.1 综合性能测试系统机械设计2.7.2 综合性能测试系统电气设计2.7.3 综合性能测试系统控制器设计2.8 EMC电磁干扰2.8.1 加强屏蔽和接地措施2.8.2 配线要求2.8.3 单体设备抗干扰设计2.8.4 变频器的抗干扰措施2.9 本章小结第3章 变频器参数及IPC通信设置3.1 变频器参数设置3.1.1 参数设置内容3.2 变频器挂站3.2.1 变频器挂站的原理3.2.2 变频器挂站的过程3.3 IPC与扭矩仪串口通信设置3.3.1 扭矩仪端设置3.3.2 IPC端设置3.4 IPC数据采集卡设置3.4.1 数据采集卡的功能3.4.2 数据采集卡的硬件配置3.5 本章小结第4章 基于LabVIEW与WinCC的电机测试系统的软件设计4.1 基于虚拟仪器综合性能自动测试系统的功能及实现4.1.1 LabVIEW开发软件简介4.1.2 WinCC开发软件简介4.1.3 LabVIEW应用程序基本组织结构4.1.4 电机测试系统程序总体设计4.2 WinCC监控软件开发4.2.1 用户登录管理模块4.2.2 实时参数显示模块4.2.3 声光报警模块4.2.4 OPC通信连接4.3 LabVIEW软件功能模块程序编制4.3.1 用户登录管理模块4.3.2 测试项目选择模块4.3.3 测试子程序模块4.3.4 测试子程序模块4.3.5 数据处理分析模块4.3.6 数据库操作模块4.3.7 报表打印模块4.4 本章小结第5章 小波消噪及电机在线辨识5.1 检测信号的小波消噪5.1.1 检测信号的滤波方法5.1.2 基于小波分析的滤波原理5.2 交流永磁同步电机矢量控制5.2.1 永磁同步电机结构参数的定义5.2.2 交流永磁同步电机数学模型5.2.2 电机矢量控制技术5.2.3 基于磁场定向的矢量控制5.3 电机在线辨识5.3.1 在线辨识的发展简介5.3.2 基于模型参考自适应的电机在线辨识5.4 Matlab与LabVIEW的混合编程5.4.1 混合编程方法简介5.4.2 小波消噪的实现5.4.3 模型参考自适应的实现5.5 本章小结第6章 总结与展望6.1 本文工作总结6.2 今后工作展望参考文献致谢
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