永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)的研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)（PMSM）因其具有高功率密度、高效率以及控制性能好等特點(diǎn)，在高性能伺服系統(tǒng)以及其他工業(yè)場(chǎng)合中得到大量應(yīng)用。但功率密度和控制性能會(huì)受到電機(jī)溫度上升以及磁飽和等引起的電機(jī)參數(shù)變化影響，因此，電機(jī)參數(shù)在線(xiàn)辨識(shí)成為了電機(jī)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。電機(jī)參數(shù)在線(xiàn)辨識(shí)方法主要有三大類(lèi)，分別是基于擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)的參數(shù)辨識(shí)方法，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NN）的參數(shù)辨識(shí)算方法以及基于模型參考自適應(yīng)(MRAS)的參數(shù)辨識(shí)方法。目前永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)主要

2、存在的問(wèn)題包括：實(shí)際應(yīng)用中參數(shù)辨識(shí)結(jié)果不準(zhǔn)確、辨識(shí)算法的形式過(guò)于復(fù)雜以及多參數(shù)同時(shí)辨識(shí)的相互耦合問(wèn)題。本文針對(duì)同步電機(jī)參數(shù)在線(xiàn)辨識(shí)的幾類(lèi)基本辨識(shí)方法以及參數(shù)辨識(shí)中存在的主要的問(wèn)題，進(jìn)行了系統(tǒng)和深入的理論分析；對(duì)已有的辨識(shí)方法進(jìn)行改進(jìn)，在保證算法的有效性的前提下，減小了方法的計(jì)算量；此外對(duì)目前參數(shù)辨識(shí)中存在的問(wèn)題給出了解決方案，并對(duì)它們進(jìn)行了仿真研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　 研究利用有限元方法進(jìn)行電機(jī)參數(shù)辨識(shí)，從電機(jī)設(shè)計(jì)的角度辨識(shí)出電機(jī)

3、參數(shù)。
　　 作為基于控制算法參數(shù)辨識(shí)的補(bǔ)充，通過(guò)有限元方法可以辨識(shí)出反電勢(shì)、齒槽轉(zhuǎn)矩、電機(jī)磁場(chǎng)分布以及電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩等參數(shù)。
　　 由于已有的EKF 辨識(shí)方法形式復(fù)雜計(jì)算量大，提出一種改進(jìn)的EKF 辨識(shí)方法，對(duì)電機(jī)的定子電阻和轉(zhuǎn)子磁鏈進(jìn)行同時(shí)辨識(shí)。在保證辨識(shí)參數(shù)數(shù)目和效果都不變的前提條件下，將以前的四維矩陣運(yùn)算拆分為二維矩陣運(yùn)算，簡(jiǎn)少方法的運(yùn)算量，有利于方法的實(shí)際應(yīng)用。
　　 設(shè)計(jì)了基于Lyapunov 穩(wěn)定理

4、論和Popov 超穩(wěn)定性的模型參考自適應(yīng)（MRAS）
　　 電機(jī)參數(shù)辨識(shí)方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)定子電阻、轉(zhuǎn)子磁鏈和繞組電感這三項(xiàng)電機(jī)參數(shù)的同時(shí)辨識(shí)。通過(guò)對(duì)比基于Lyapunov 穩(wěn)定理論和Popov 超穩(wěn)定性的自適應(yīng)率設(shè)計(jì)過(guò)程和兩種算法的辨識(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)基于Popov 超穩(wěn)定性的自適應(yīng)規(guī)則設(shè)計(jì)規(guī)則化更高，不需要構(gòu)造經(jīng)驗(yàn)方程；而實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，基于Popov 超穩(wěn)定性的辨識(shí)方法的表現(xiàn)更好。通過(guò)短時(shí)間注入負(fù)值的d 軸電流來(lái)實(shí)現(xiàn)多參數(shù)同時(shí)辨識(shí)

5、的解耦，并以Adaline 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為載體，引入多參數(shù)解耦方法，設(shè)計(jì)了基于Adaline 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的辨識(shí)方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)定子電阻、轉(zhuǎn)子磁鏈和d-q 軸電感的同時(shí)辨識(shí)。對(duì)解耦方法中產(chǎn)生的辨識(shí)誤差進(jìn)行詳細(xì)的理論推導(dǎo)和分析，得出了辨識(shí)誤差大小與注入的d 軸電流取值之間的關(guān)系，為選取注入的d 軸電流值提供了依據(jù)。
　　 分析實(shí)際系統(tǒng)中辨識(shí)誤差產(chǎn)生的原因，提出在實(shí)際系統(tǒng)中進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)需要對(duì)逆變器的非線(xiàn)性因素進(jìn)行補(bǔ)償，消除其影響。逆變器非線(xiàn)