發(fā)布時(shí)間：2020-12-26 16:21

　　針對(duì)高速電主軸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、磁鏈和電流中存在復(fù)雜的強(qiáng)耦合、時(shí)變非線性因素造成其系統(tǒng)模型難以精確建立的問題,結(jié)合多新息辨識(shí)理論,提出了一種高速電主軸動(dòng)力模型參數(shù)的多新息辨識(shí)方法。根據(jù)高速電主軸的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),建立其動(dòng)力學(xué)模型;通過對(duì)高速電主軸動(dòng)力模型的離散化,估計(jì)參數(shù)項(xiàng)由當(dāng)前誤差擴(kuò)展為包含當(dāng)前誤差和歷史誤差的向量,實(shí)現(xiàn)了高速電主軸的多新息模型參數(shù)辨識(shí)。通過與傳統(tǒng)隨機(jī)梯度辨識(shí)方法進(jìn)行仿真對(duì)比,表明了多新息長度p的引入可以有效提高模型參數(shù)辨識(shí)的速度和精度,并且隨著信息長度的增加收斂速度逐步提高,驗(yàn)證了該文方法的有效性和正確性。 

【文章來源】：組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2020年10期 北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

高速電主軸模型參數(shù)MISG辨識(shí)流程圖

為了比較不同動(dòng)態(tài)信息長度對(duì)系統(tǒng)性能的影響,引入了參數(shù)估計(jì)量化誤差 δ= | θ ^ (k)-θ(k) | | θ(k) | 。對(duì)比表1和表2可知:①多新息長度p的引入可以有效提高模型參數(shù)辨識(shí)的精度,并且隨著信息長度的增加辨識(shí)精度逐步提高。在相同迭代次數(shù)k=3000時(shí),隨機(jī)梯度算法的參數(shù)辨識(shí)量化誤差高達(dá)21.05669%,多新息隨機(jī)梯度辨識(shí)算法的量化誤差當(dāng)p=2時(shí)為5.34477%,而當(dāng)p=3時(shí)將為1.30355%,與前兩者相比辨識(shí)精度分別提高了15.2倍和3.1倍;②多新息長度p的引入可以有效提高模型參數(shù)辨識(shí)的速度,并且隨著信息長度的增加收斂速度逐步提高。相同的辨識(shí)參數(shù)a1和迭代次數(shù)下,在k=500時(shí),隨機(jī)梯度算法a1=-1.51255,多新息隨機(jī)梯度算法分別當(dāng)p=2和p=3時(shí)分別為a1=-1.81481和a1=-1.92849;而在k=1000時(shí),隨機(jī)梯度算法a1=-1.68691,多新息隨機(jī)梯度算法分別當(dāng)p=2和p=3時(shí)分別為a1=-1.86626和a1=-1.95331。從圖2和圖3可以看出,在存在噪聲干擾的情況下,①隨機(jī)梯度算法辨識(shí)雖然計(jì)算量小,但是辨識(shí)精度較低,這是由于該算法在進(jìn)行參數(shù)估計(jì)時(shí)只使用了當(dāng)前新息數(shù)據(jù),而采用多新息梯度算法在參數(shù)估計(jì)時(shí)同時(shí)使用了當(dāng)前辨識(shí)新息和過去辨識(shí)新息,提高了辨識(shí)精度,在k=3000時(shí),參數(shù)a1已經(jīng)達(dá)到-1.97913,其估計(jì)誤差只有0.01887,而采用隨機(jī)梯度算法其誤差為0.31109,其是多新息隨機(jī)梯度算法的16.5倍;②隨著動(dòng)態(tài)信息長度p的增加,系統(tǒng)辨識(shí)收斂速度提高,隨機(jī)梯度算法就是p=1時(shí)的一種特例。

從圖2和圖3可以看出,在存在噪聲干擾的情況下,①隨機(jī)梯度算法辨識(shí)雖然計(jì)算量小,但是辨識(shí)精度較低,這是由于該算法在進(jìn)行參數(shù)估計(jì)時(shí)只使用了當(dāng)前新息數(shù)據(jù),而采用多新息梯度算法在參數(shù)估計(jì)時(shí)同時(shí)使用了當(dāng)前辨識(shí)新息和過去辨識(shí)新息,提高了辨識(shí)精度,在k=3000時(shí),參數(shù)a1已經(jīng)達(dá)到-1.97913,其估計(jì)誤差只有0.01887,而采用隨機(jī)梯度算法其誤差為0.31109,其是多新息隨機(jī)梯度算法的16.5倍;②隨著動(dòng)態(tài)信息長度p的增加,系統(tǒng)辨識(shí)收斂速度提高,隨機(jī)梯度算法就是p=1時(shí)的一種特例。圖4為經(jīng)過5000次迭代后得到的系統(tǒng)實(shí)際模型與辨識(shí)模型的頻域特性曲線。

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