一种机床异步电机转子时间常数在线辨识方法
异步电机参数辨识与自适应控制策略研究
关键词：异步电机参数辨识 RLS 算法，交直流离线辨识，矢量控制，扩展卡尔曼滤波
I
北方工业大学硕士学位论文
Parameter Identification of Asynchronous Motor and Adaptive Control Strategy Research Abstract
With the development of field orientation technique, the vector control technology of AC transmission can basically reach to the same level at dynamic and static performance of the DC transmission. Whereas, the vector control of asynchronous motor requires precise observation of rotor flux in order to achieve the oriented control of stator current and rotor field, and accurate motor parameters are the base. Motor parameters are susceptible to temperature, magnetic saturation and skin effect in the operating process of the motor, which may cause the inaccurate rotor flux observation, so as to affect the vector control. V ector control is first and foremost to estimate rotor flux so that realize the rotor field orientation control. The second is to estimate rotor speed to achieve the speed sensorless vector control. Last but not the least, the parameters of velocity loop, current loop and magnetic link can be self-tuning, thus improving the dynamic and static performance of the system. Many articles have introduced the using of least squares method on parameter identification so far. This article gives the detailed analysis of on-line and off-line motor parameter identification based on the recursion method of least square (RLS) algorithm. Using RLS algorithm on parameter identification can simplify the two-dimensional model, and avoid the two-dimensional matrix inversion operation question to reduce the computation load. Solve the Butterworth digital filtering equation of state with the improved Euler numerical solution, while get the signal filter value and figure out the signal first derivative value and second derivative value in the meantime, which has avoided the influence of derivative discretization error, increased the operation precision. According to the massive simulations and experiments in view of the different power's electrical machinery studies, the experimental result has confirmed its good stability, consistency and accuracy. In the meantime, in this article, using the AC-DC off-line identification algorithm on motor parameter off-line identification are analyzed, turns out this algorithm can reduce the microcontroller operating speed and memory capacity. And it is verified through repeated experiments of different power on asynchronous motor identification that the higher practicality of the method. The article also introduces the extended kalman filter (EKF) algorithm theory and its application in motor adaptive control. Set up a simulation model of the speed sensorless vector control system based on EKF algorithm in Simulink simulation environment, observe and estimate the rotor flux and speed, which have led to good motor control results. In addition, the speed sensorless vector control based on EKF algorithm has good rapidity, stability and accuracy that have been verified by the simulation results.
同步电机转子时间常数计算公式
同步电机转子时间常数计算公式一、概述同步电机是一种重要的电动机类型，广泛应用于工业生产和各种领域。
在同步电机的运行过程中，转子时间常数是一个重要的物理量，它对于了解和分析同步电机的动态特性具有重要意义。
准确计算同步电机转子时间常数是非常重要的。
二、转子时间常数的定义转子时间常数是指同步电机转子上电磁感应电动势的时间常数，它反映了转子上电磁感应电动势的变化规律。
在同步电机电路中，转子时间常数可以用来描述同步电机的动态响应特性，是评价同步电机性能的重要指标之一。
三、转子时间常数的计算公式同步电机转子时间常数的计算公式一般可以通过以下方式进行推导和计算：1. 转子时间常数的定义公式为：\[ T_r = \frac{L_r}{R_r} \]其中，\( T_r \) 为转子时间常数，\( L_r \) 为同步电机转子的电感，\( R_r \) 为同步电机转子的电阻。
2. 对于同步电机，转子电感\( L_r \)可以通过实验测量得到。
通常可以采用瞬态开路试验或者对称组件法等方法来获取转子电感的数值。
转子电阻\( R_r \)也可以通过标定试验等方法来确定。
3. 在实际计算过程中，需要注意转子时间常数的单位。
通常情况下，转子时间常数的单位为秒。
四、转子时间常数的影响因素同步电机转子时间常数的大小受多种因素的影响，主要包括以下几个因素：1. 转子电感的大小：转子电感的大小直接影响了转子时间常数的数值。
电感越大，转子时间常数也就越大。
2. 转子电阻的大小：转子电阻的大小对转子时间常数也有一定的影响。
通常情况下，电阻越大，转子时间常数越小。
3. 转子回路的特性：同步电机转子的回路特性也会对转子时间常数产生影响。
不同类型的同步电机转子回路特性可能会导致不同的转子时间常数。
5. 应用举例以某某型号的同步电机为例，其转子电感\( L_r = 0.1 \, H \)，转子电阻\( R_r = 5 \, \Omega \)，计算其转子时间常数。
无差拍直接转矩控制的MRAS参数辨识方法
电气传动2018年第48卷第5期摘要：异步电机的无差拍直接转矩控制方法具有优异的动态、稳态控制性能，但其对参数准确性依赖较高，研究提出了一种适用于该控制算法的参数辨识方法，以提高算法的参数鲁棒性。
首先对参数误差对无差拍直接转矩控制性能的影响进行了理论和仿真研究，之后基于模型参考自适应方法（MRAS ）提出了一种针对励磁电感和转子时间常数的参数辨识方法。
实验证明该方法辨识结果与理论分析相一致，辨识算法的有效性得到了验证。
关键词：异步电机；无差拍直接转矩控制；磁链观测器；参数辨识；模型参考自适应系统中图分类号：TM301.2文献标识码：ADOI ：10.19457/j.1001-2095.20180501Parameter Identification Based on MRAS Deadbeat -direct Torque and Flux Control SUN Jiawei 1，ZHENG Zedong 1，LI Yongdong 1，2（1.Department of Electrical Engineering ，Tsinghua University ，Beijing 100084，China ；2.College of Electrical Engineering ，Xinjiang University ，Urumqi 830001，Xinjiang ，China ）Abstract:Deadbeat -direct torque and flux control has excellent dynamic -state and steady -state performance ，butit is also sensitive to parameter variation.Parameter identification method integrated on DB -DTFC was dedicated.First ，the parameter sensitivity of DB -DTFC was studied via theoretical analysis and simulation.Then ，a model reference adaptive system parameter identifier was proposed to estimate magnetizing inductance and rotor time constant.Experimental results are in accordance with theoretical analysis ，prove the validity of proposed method.Key words:induction machine ；deadbeat -direct torque and flux control （DB -DTFC ）；flux observer ；parameteridentification ；model reference adaptive systemELECTRIC DRIVE 2018Vol.48No.5无差拍直接转矩控制的MRAS 参数辨识方法孙嘉伟1，郑泽东1，李永东1，2（1.清华大学电机工程与应用电子技术系，北京100084；2.新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830001）作者简介：孙嘉伟（1994-），男，硕士研究生，Email ：thu_sjw@无差拍直接转矩控制（deadbeat-direct torque and flux control ）采用逆系统模型计算可以在1个控制周期内实现转矩、定子磁链幅值指令的电压矢量［1-2］。
感应电动机转子时间常数辨识
感应电动机转子时间常数辨识
黄志武;阳同光;年晓红;单勇腾;刘心昊
【期刊名称】《微特电机》
【年(卷),期】2008(036)011
【摘要】提出一种新颖的基于自适应磁链观测器的辨识方法,与传统的配置电机极点方法设计反馈增益矩阵不同的是,它采用鲁棒控制理论和Lyapunov稳定性理论,通过求解线性矩阵不等式,求出观测器的反馈增益矩阵.仿真结果表明,该方法能准确辨识感应电动机的转子时间常数,具有较快收敛性,较高的无差度及鲁棒性的特点.【总页数】3页(P17-18,28)
【作者】黄志武;阳同光;年晓红;单勇腾;刘心昊
【作者单位】中南大学,湖南长沙,410075;中南大学,湖南长沙,410075;三一重工股份有限公司,湖南长沙,410100;中南大学,湖南长沙,410075;中南大学,湖南长
沙,410075;中南大学,湖南长沙,410075
【正文语种】中文
【中图分类】TM346
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1.一种感应电机转子时间常数MRAS的在线辨识方法 [J], 王高林;杨荣峰;张家皖;于泳;马建雄;蔡亮;徐殿国
2.基于自适应磁通观测器的感应电动机转子时间常数辨识研究 [J], 李强;阳同光
3.感应电动机转子速度和转子磁通的自适应辨识模型 [J], 赵春雨;苏海龙
4.基于ESO的感应电机磁链观测与转子时间常数辨识 [J], 贺虎成;刘恰;师磊;李争
宝;牛春光
5.基于磁链优化模型的感应电机转子时间常数辨识 [J], 赵云;蔡美东;聂雅萍;王晓光
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一种感应电机转子电阻在线识别新方法
一种感应电机转子电阻在线识别新方法
吴晓红;李光友
【期刊名称】《微电机》
【年(卷),期】2007(40)1
【摘要】基于感应电机在静止A、B、C和转子速a、b、c两种坐标系下的数学模型,推导出一种转子电阻在线识别的新方法.在MATLAB/SIMULINK环境下建立了系统的仿真模型,实例仿真验证了方法的准确性.该方法简单,且避免了奇异解的问题.【总页数】2页(P18-19)
【作者】吴晓红;李光友
【作者单位】山东大学,电气工程学院,济南,250061;山东大学,电气工程学院,济南,250061
【正文语种】中文
【中图分类】TM346+.2
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1.一种负荷突变情况下异步电机转子断条故障在线检测新方法 [J], 江国乾;任孝儒;何群;谢平;杜硕;任宗浩
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3.一种感应电机矢量控制转子电阻在线辨识方案 [J], 范波;刘刚;史光辉
4.一种基于转子磁链t轴分量的感应电机转子时间常数在线校正方法 [J], 沈汉林;
李胜;彭仁勇;徐金榜;沈安文
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矢量控制异步电动机的转子电阻在线辨识方法
第２ ９卷 第 ３期
２０ ０ ２年 ７月
华
北
电 力 大 学
学 报
Ｖ ｏ１２ ．９． Ｎ Ｏ． ３ Ｊ ｙ，２０ ｕｌ ０２
Ｊｏｕｒ ｌｏｆＮ ｏｒ ｈ ｈｉ ｅ ｔ ｉ ｗ ｅ ｎｉ ｎａ ｔ Ｃ ｎａ Ｅｌ ｃ ｒｃ Ｐｏ ｒ Ｕ ｖｅｒ ｉｙ ｓｔ
Ｏ ｎｌｎｅ ｉ ｎｔｆｃ ｉｏ ｅ ｈｏ ｏ ｏｔ ｅ ｉ ｔ ｎｃ ｏｒ ｓ ｐ ｅ ｔ ｒ ｃ ｎｔ ｏ ｌ ｄ ｉ ｄｅ ｉｉ ａｔ ｎ ｍ ｔ ｄ ｆｒ ｏｒｒ ｓ ｓ ａ ｅ ｆ ｌ ｖ ｃ ｏ － ｏ ｒ ｌｅ ｉ ｉ ｎｄｕｃ ｉ ｏｔ ｓ ｔｏｎ ｍ ｏｒ
ｍ ｅ ｈｏ ｉ ｎｓ ｎｓｔｖ ｏ ｓ ｔ ｅ ｉｔ ｎｃ ｒａ ｉ ｔ ｄ ｓｉ ｅ ｉｉ ｅ ｔ ｔ ｏｒｒ ｓ ｓ ａ ａ ｅ ｖａ ｉ ｔｏｎ． Ｒｅ ｕｌｓｏｆ ｓ ｔ
为 了在 矢 量 控 制 中 准 确 辨 识转 子 电 阻值 ， 们 人 已经 提 出 了许 多方 法 。 一 方 法 是 利 用 测 量 无 功 功 一种 率和 计 算 无 功 功 率 之 差 来 校 正 转 子 电阻 ，这 种 方 法 的 精 确 度 低 。文 献 【 】中 通 过 向 磁 链 电流 中 注 ２
响 电动 机 调 速 系 统 对 电流 转 矩 分 量 的 瞬 时 跟 踪 能
力 ，造 成 电磁 转 矩 的 稳 态 误 差 和 瞬 时 振 荡 。要 实 现
ｏ ｅ ｘ ｅ ｄ ｄ ｌ ｎ ｌ ｒ（ Ｋ ｎ ｈ ｔｎ ｅ ｍａ ｔ Ｅ Ｆ） ｉ ｐ ｏ ｏ ｅ ｉ ｐ ｐ ｒ ｔ ｅ Ｋａ ｉ ｆ ｅ ｓ ｒ ｐ ｓ ｄ ｎｔ ｓ ａ ｅ． ｉ ｈ
其 中 影 响 最 大 的 是 转 子 电 阻 。 温 度 和 磁 饱 和 程 度 受
异步电机的参数辨识与矢量控制
异步电机的参数辨识与矢量控制张俊华【摘要】在矢量控制系统中,电机参数的准确性决定了系统的控制性能.该文利用对变频器施加不同的信号来估算异步电机的各个参数,并通过MATLAB的仿真来实现参数辨识,最后在矢量控制系统中检测与修正参数.MATLAB仿真显示了参数估计的准确性.【期刊名称】《杭州电子科技大学学报》【年(卷),期】2011(031)004【总页数】4页(P132-135)【关键词】异步电机;参数辨识;矢量控制【作者】张俊华【作者单位】杭州电子科技大学智能控制与机器人研究所,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TP2760 引言异步电机矢量控制技术由于其能够获得与直流电机相媲美的控制性能而在交流调速系统中得到了广泛的运用［1，2］，而矢量控制系统的静动态性能很大程度上受到异步电机参数的影响［3］，所以参数辨识或估计以获得更准确的参数对矢量控制系统来说是必不可少的［4，5］。
本文利用变频器自身资源进行参数辨识不仅可以获得较为准确的参数，而且不需要额外的设备，简单易行。
通过仿真估算参数并且运用到矢量控制中，表明估算方法是可行有效的。
1 参数辨识基本原理通过变频器输入特定的激励信号，根据相应辨识参数。
在矢量控制中，一般需要辨识的参数有定子电阻Rs、转子电阻Rr、定转子漏感Ls和Lr、互感Lm等，异步电机的T型等效电路是参数辨识的重要依据，T型等效电路以及逆变器的桥式电路如图1、2所示。
图1 异步电机T型等效电路图2 逆变器桥式电路1.1 定子电阻辨识定子电阻可以通过直流试验来辨识，在T1桥臂施加直流方波信号，T4，T6桥臂处于一直接通状态，其他桥臂关断。
等效电路如图3所示，可知:式中，Rs为定子电阻。
1.2 漏感与转子电阻辨识漏感与转子电阻辨识一般采用单相试验，单相电不能使电机产生电磁转矩，首先将T5与T6桥臂关断，在整个正弦周期内，让T1、T2和T3、T4互补导通，构成H 桥的单向电路。