异步电机参数辨识方法的研究

论文摘要

自上世纪70年代矢量控制技术提出以来,人们就认识到解决异步电动机参数辨识和自适应问题的重要性。随着微电子技术和电力电子器件的迅猛发展,以及逆变器技术的完善,这一问题的解决成为进一步提高交流调速系统性能的关键。近些年来,人们对此作了大量的研究工作,并取得了一定成果,但真正运用到实际领域的还不多。本论文在前人理论研究工作基础上,结合异步电动机的不同运行条件,使用两相静止坐标系的状态方程来描述适用于最小二乘算法使用的异步电机数学模型,设计了应用最小二乘法进行异步电机运行前参数自整定的具体方案,然后研究了电机参数在线辨识策略,运用尽可能简单易行的理论实现异步电机参数辨识工作,并通过DSP检验了该理论在实际使用时的效果。对比其它参数检测方法,文中采用的参数自整定方法的突出优点在于不改变电机控制硬件系统和无需转速信号的前提下,一次性辨识得到电机控制所需的各项电气参数。作为对照,论文还设计了运用系统分步法来检测电机参数,结合实验说明了它与最小二乘辨识参数的优劣。在论文中,丰富的研究方法的仿真佐证了理论的正确性,充分的影响因素的分析增强了方案的全面性,而系统的硬件测试实验则说明了实际的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 异步电机参数辨识方法综述
• 1.3 本文的研究方向和主要工作
• 第二章 异步电机数学模型与最小二乘法
• 2.1 基于矢量控制的异步电机数学模型
• 2.1.1 三相异步电机动态数学模型
• 2.1.2 异步电机在两相静止坐标系上的数学模型
• 2.2 基于异步电机T 型等效电路的电机参数检测
• 2.2.1 异步电机T 型等效电路
• 2.2.2 基于等效电路的电机参数检测方法研究
• 2.3 系数辨识与最小二乘法
• 2.3.1 系统辨识问题
• 2.3.2 最小二乘原理及其递推算法
• 第三章 异步电机参数辨识方法的研究
• 3.1 异步电机最小二乘线性模型的导出
• 3.2 激励信号的选择与参数敛散性分析
• 3.3 系统仿真设计及其结果
• 3.3.1 采样周期的确定与离散滤波的实现
• 3.3.2 系统仿真结果与分析
• 3.3.3 影响辨识结果之关键因素分析
• r 的仿真研究'>3.4 在线调整转子时间常数T_r的仿真研究
• 第四章 参数自检测方法在运动控制系统平台上的实现
• 4.1 硬件电路结构及功能介绍
• 4.2 分步法检测电机参数
• 4.2.1 定子电阻的测量
• 4.2.2 总电感的测量
• 4.2.3 励磁曲线的测量
• 4.2.4 转子电阻的测量
• 4.3 最小二乘辨识的程序设计
• 4.3.1 MCWIN2407 软件简介
• 4.3.2 程序设计基本思想
• 4.3.3 程序设计说明
• 4.4 实验结果
• 结束语
• 参考文献
• 致谢