三相異步電動機磁鏈觀測器與參數(shù)辨識技術(shù)研究.pdf

1、交流傳動已經(jīng)占領(lǐng)變速傳動領(lǐng)域的主導(dǎo)地位，各種高性能的交流電機變頻調(diào)速系統(tǒng)也廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。磁鏈估計和參數(shù)辨識是高性能變頻調(diào)速傳動的關(guān)鍵技術(shù)，已成為各國學(xué)者研究的熱點。交流三相異步電動機是多變量、非線性和強耦合的高階系統(tǒng)，基于空間矢量分析的交流電機復(fù)數(shù)模型具有物理概念清晰、形式簡潔的特點，論文系統(tǒng)總結(jié)了基于空間矢量分析的交流電機復(fù)數(shù)模型。提出了以Luenberger狀態(tài)觀測器理論為基礎(chǔ)的定、轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器的一般形式，并通過反饋矩陣的

2、選擇，可以使得磁鏈觀測模型不出現(xiàn)某些特定的參數(shù)，從而使得磁鏈觀測不受某些參數(shù)變化的影響，提高磁鏈觀測的魯棒性。證明了各種常見磁鏈模型都只是Luenberger觀測器的特例。 提出了基于模型參考方法的磁鏈自適應(yīng)觀測與參數(shù)辨識方法，不但可以準(zhǔn)確觀測電動機的磁鏈，當(dāng)滿足充分激勵的條件時還可以同時辨識電動機的所有四個參數(shù)，即使不滿足充分激勵的條件，當(dāng)部分參數(shù)已知時也可辨識其余參數(shù)。分別研究了在定子坐標(biāo)系下和轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系下基于模型參考方法的

3、磁鏈觀測和參數(shù)辨識，推導(dǎo)了參數(shù)的自適應(yīng)律，從理論上證明了一定條件下的磁鏈和參數(shù)的收斂性，基于Matlab/Simulink進行了仿真，并對實際電動機的采樣數(shù)據(jù)進行了實驗，仿真和實驗結(jié)果表明這種方法正確而有效。 遺傳算法是一種成熟的具有極高魯棒性和廣泛適用性的全局優(yōu)化方法。由于遺傳算法具有不受問題性質(zhì)的限制，在解決電機參數(shù)辨識方面的較大潛力。本文提出利用電動機的啟動過程進行基于遺傳算法的參數(shù)辨識。結(jié)果表明，在定子坐標(biāo)系下辨識時，定

4、子電阻和總漏感的辨識精度較高，轉(zhuǎn)子時間常數(shù)和定子電感的辨識精度較低；而在轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系下辨識時，漏感、轉(zhuǎn)子時間常數(shù)和定子電感的辨識精度較高，定子電阻的辨識精度卻有明顯下降。如果將兩種坐標(biāo)系下的辨識結(jié)合起來，以在定子坐標(biāo)系下辨識得到的定子電阻為已知參數(shù)，再在轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系下進行其它參數(shù)辨識，全部參數(shù)辨識精度大大提高。 對按轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制系統(tǒng)來說，由于參數(shù)變化影響系統(tǒng)運行性能的程度最大的是轉(zhuǎn)子時間常數(shù)的變化。本文提出一種新的異步電動