基于改進(jìn)粒子群算法的永磁同步電機(jī)五參數(shù)辨識(shí)方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-23 11:55
隨著永磁材料、電機(jī)控制技術(shù)以及電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,永磁同步電機(jī)在體積、重量、轉(zhuǎn)矩和功率密度等方面較其他電機(jī)處于領(lǐng)先地位,這些優(yōu)勢使得其在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。電機(jī)的控制系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)獲取電氣參數(shù)和機(jī)械參數(shù),然而,當(dāng)電機(jī)長時(shí)間運(yùn)行或運(yùn)行工況發(fā)生突變時(shí),其內(nèi)部環(huán)境(如溫度、磁場等)會(huì)發(fā)生變化,這些變化使得電機(jī)的參數(shù)發(fā)生變化,進(jìn)而影響電機(jī)控制系統(tǒng)的性能,因此,對(duì)電機(jī)進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)有著十分重要的意義。本文主要研究內(nèi)容如下。1、介紹課題研究背景和意義。介紹了永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)理論、核心問題以及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,詳細(xì)分析了三種坐標(biāo)系(ABC三相靜止坐標(biāo)系、?-?兩項(xiàng)靜止坐標(biāo)系和d-q同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系)下的數(shù)學(xué)模型、坐標(biāo)變換、矢量控制以及空間矢量脈寬調(diào)制原理。2、電機(jī)五參數(shù)辨識(shí)模型設(shè)計(jì)。在電機(jī)矢量控制id=0的穩(wěn)態(tài)條件(轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩恒定)下,通過在定子d軸注入負(fù)序弱磁電流策略,設(shè)計(jì)了可供智能算法辨識(shí)的電機(jī)五參數(shù)(定子繞組電阻、交直軸電感、永磁體磁鏈和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)滿秩離散方程組。3、死區(qū)電壓補(bǔ)償。詳細(xì)分析了電壓源逆變器死區(qū)效應(yīng)的原因,提出了一種簡單有效的死區(qū)誤差電壓補(bǔ)償策略,即先計(jì)...
【文章來源】:江西理工大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
各坐標(biāo)系之間的關(guān)系
第二章永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型和矢量控制132.2.4d-q同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電機(jī)數(shù)學(xué)模型磁鏈方程為:dddfqqqLiLi(2.19)式中,d和q、dL和qL、di和qi分別為定子繞組d、q軸的磁鏈、電感、電流。電壓方程為:dddeqqqqeddddduRituRit(2.20)式中,ud、uq為定子繞組d、q軸電壓;e與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度r(rad/s)、電機(jī)的轉(zhuǎn)速rN(rmp/min)、轉(zhuǎn)子位置角r的關(guān)系為:rrrr30deePNt(2.21)根據(jù)公式(2.20)可以得到如圖2.3所示的電機(jī)定子電壓等效電路,在該坐標(biāo)系下,永磁同步電機(jī)達(dá)到了完全解耦。圖2.3d-q同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電機(jī)定子電壓等效電路將式(2.19)代入式(2.20)可得電壓方程為:ddddeqqqqqqeddfddd()diuRiLLitiuRiLLit(2.22)電磁轉(zhuǎn)矩方程為:edqqdqddqfT1.5p(ii)1.5pi[i(LL)](2.23)
第二章永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型和矢量控制15圖2.4矢量控制id=0系統(tǒng)原理圖2.4空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)二十世紀(jì)八十年代初期日本學(xué)者A.Nabae等基于交流電機(jī)變頻調(diào)速原理提出SVPWM,其核心原理是通過控制逆變器切換空間電壓矢量,使得定子勵(lì)磁磁場變成近似圓形的旋轉(zhuǎn)磁常SVPWM是矢量控制的一個(gè)重要環(huán)節(jié),其具體實(shí)現(xiàn)方式是:確定逆變器開關(guān)狀態(tài)和其輸出電壓與電機(jī)磁鏈之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,依據(jù)所要生成的空間磁鏈?zhǔn)噶康淖兓(圓形或者多邊形),選擇不同的開關(guān)狀態(tài)組合,使得逆變器輸出近似正弦波形的電壓[64-65]。其具有數(shù)字易實(shí)現(xiàn)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、電壓利用率高和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。三相電壓源逆變器原理圖如圖2.5所示。圖2.5三相電壓源逆變器原理圖圖中,udc為直流母線電壓,AS、BS、CS、"AS、"BS、"CS表示6個(gè)功率開關(guān)器件(IGBT)的開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)AS、BS、CS為1時(shí),"AS、"BS、"CS為0,逆變器電路上橋臂開關(guān)器件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于實(shí)驗(yàn)標(biāo)定及雙時(shí)間尺度隨機(jī)逼近理論的內(nèi)置式永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)[J]. 連傳強(qiáng),肖飛,高山,劉計(jì)龍. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(16)
[2]基于綜合型卡爾曼濾波的鋰離子電池荷電狀態(tài)估算[J]. 谷苗,夏超英,田聰穎. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]基于變步長Adaline神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)[J]. 張立偉,張鵬,劉曰鋒,張超,劉杰. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(S2)
[4]永磁同步電機(jī)模糊遺忘因子最小二乘法參數(shù)辨識(shí)[J]. 沈艷霞,靳保龍. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2018(09)
[5]永磁同步電機(jī)基本參數(shù)在線辨識(shí)[J]. 淮亞文,尚俊云,米乾寶,胡靜. 微電機(jī). 2017(10)
[6]考慮逆變器非線性因素的表貼式永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)[J]. 史婷娜,劉華,陳煒,耿強(qiáng). 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(07)
[7]基于空間矢量脈寬調(diào)制策略的船用永磁同步電機(jī)控制仿真[J]. 史興晨,甘輝兵,耿佳寧,盧光松. 計(jì)算機(jī)測量與控制. 2016(12)
[8]表貼式永磁同步電機(jī)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)多參數(shù)在線辨識(shí)[J]. 劉金海,陳為. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(17)
[9]基于并行動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)型免疫算法的永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測[J]. 劉朝華,李小花,張紅強(qiáng),周少武. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2015(07)
[10]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機(jī)多參數(shù)解耦在線辨識(shí)[J]. 谷鑫,胡升,史婷娜,耿強(qiáng). 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(06)
博士論文
[1]永磁同步電機(jī)多參數(shù)在線辨識(shí)研究[D]. 劉侃.湖南大學(xué) 2011
碩士論文
[1]內(nèi)置式永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)技術(shù)研究[D]. 宛野.中國艦船研究院 2018
[2]基于MRAS的永磁同步電機(jī)參數(shù)在線辨識(shí)的研究[D]. 楊照坤.深圳大學(xué) 2017
[3]永磁同步電機(jī)在線參數(shù)辨識(shí)研究[D]. 劉帥.北京交通大學(xué) 2017
[4]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)研究[D]. 王菊平.東華大學(xué) 2016
[5]考慮逆變器死區(qū)效應(yīng)的永磁同步電機(jī)多參數(shù)辨識(shí)研究[D]. 劉華.天津大學(xué) 2016
[6]永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)研究[D]. 李程.西安電子科技大學(xué) 2014
[7]永磁同步電機(jī)參數(shù)在線辨識(shí)算法研究[D]. 周虎.電子科技大學(xué) 2012
[8]基于永磁同步無齒輪曳引機(jī)的電梯節(jié)能驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王銘明.南京理工大學(xué) 2012
[9]永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)研究[D]. 湯斯.華中科技大學(xué) 2009
[10]分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁同步電機(jī)參數(shù)化設(shè)計(jì)研究[D]. 劉偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
本文編號(hào):3095745
【文章來源】:江西理工大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
各坐標(biāo)系之間的關(guān)系
第二章永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型和矢量控制132.2.4d-q同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電機(jī)數(shù)學(xué)模型磁鏈方程為:dddfqqqLiLi(2.19)式中,d和q、dL和qL、di和qi分別為定子繞組d、q軸的磁鏈、電感、電流。電壓方程為:dddeqqqqeddddduRituRit(2.20)式中,ud、uq為定子繞組d、q軸電壓;e與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度r(rad/s)、電機(jī)的轉(zhuǎn)速rN(rmp/min)、轉(zhuǎn)子位置角r的關(guān)系為:rrrr30deePNt(2.21)根據(jù)公式(2.20)可以得到如圖2.3所示的電機(jī)定子電壓等效電路,在該坐標(biāo)系下,永磁同步電機(jī)達(dá)到了完全解耦。圖2.3d-q同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電機(jī)定子電壓等效電路將式(2.19)代入式(2.20)可得電壓方程為:ddddeqqqqqqeddfddd()diuRiLLitiuRiLLit(2.22)電磁轉(zhuǎn)矩方程為:edqqdqddqfT1.5p(ii)1.5pi[i(LL)](2.23)
第二章永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型和矢量控制15圖2.4矢量控制id=0系統(tǒng)原理圖2.4空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)二十世紀(jì)八十年代初期日本學(xué)者A.Nabae等基于交流電機(jī)變頻調(diào)速原理提出SVPWM,其核心原理是通過控制逆變器切換空間電壓矢量,使得定子勵(lì)磁磁場變成近似圓形的旋轉(zhuǎn)磁常SVPWM是矢量控制的一個(gè)重要環(huán)節(jié),其具體實(shí)現(xiàn)方式是:確定逆變器開關(guān)狀態(tài)和其輸出電壓與電機(jī)磁鏈之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,依據(jù)所要生成的空間磁鏈?zhǔn)噶康淖兓(圓形或者多邊形),選擇不同的開關(guān)狀態(tài)組合,使得逆變器輸出近似正弦波形的電壓[64-65]。其具有數(shù)字易實(shí)現(xiàn)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、電壓利用率高和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。三相電壓源逆變器原理圖如圖2.5所示。圖2.5三相電壓源逆變器原理圖圖中,udc為直流母線電壓,AS、BS、CS、"AS、"BS、"CS表示6個(gè)功率開關(guān)器件(IGBT)的開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)AS、BS、CS為1時(shí),"AS、"BS、"CS為0,逆變器電路上橋臂開關(guān)器件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于實(shí)驗(yàn)標(biāo)定及雙時(shí)間尺度隨機(jī)逼近理論的內(nèi)置式永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)[J]. 連傳強(qiáng),肖飛,高山,劉計(jì)龍. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(16)
[2]基于綜合型卡爾曼濾波的鋰離子電池荷電狀態(tài)估算[J]. 谷苗,夏超英,田聰穎. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]基于變步長Adaline神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)[J]. 張立偉,張鵬,劉曰鋒,張超,劉杰. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(S2)
[4]永磁同步電機(jī)模糊遺忘因子最小二乘法參數(shù)辨識(shí)[J]. 沈艷霞,靳保龍. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2018(09)
[5]永磁同步電機(jī)基本參數(shù)在線辨識(shí)[J]. 淮亞文,尚俊云,米乾寶,胡靜. 微電機(jī). 2017(10)
[6]考慮逆變器非線性因素的表貼式永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)[J]. 史婷娜,劉華,陳煒,耿強(qiáng). 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(07)
[7]基于空間矢量脈寬調(diào)制策略的船用永磁同步電機(jī)控制仿真[J]. 史興晨,甘輝兵,耿佳寧,盧光松. 計(jì)算機(jī)測量與控制. 2016(12)
[8]表貼式永磁同步電機(jī)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)多參數(shù)在線辨識(shí)[J]. 劉金海,陳為. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(17)
[9]基于并行動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)型免疫算法的永磁同步電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測[J]. 劉朝華,李小花,張紅強(qiáng),周少武. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2015(07)
[10]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機(jī)多參數(shù)解耦在線辨識(shí)[J]. 谷鑫,胡升,史婷娜,耿強(qiáng). 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(06)
博士論文
[1]永磁同步電機(jī)多參數(shù)在線辨識(shí)研究[D]. 劉侃.湖南大學(xué) 2011
碩士論文
[1]內(nèi)置式永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)技術(shù)研究[D]. 宛野.中國艦船研究院 2018
[2]基于MRAS的永磁同步電機(jī)參數(shù)在線辨識(shí)的研究[D]. 楊照坤.深圳大學(xué) 2017
[3]永磁同步電機(jī)在線參數(shù)辨識(shí)研究[D]. 劉帥.北京交通大學(xué) 2017
[4]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)研究[D]. 王菊平.東華大學(xué) 2016
[5]考慮逆變器死區(qū)效應(yīng)的永磁同步電機(jī)多參數(shù)辨識(shí)研究[D]. 劉華.天津大學(xué) 2016
[6]永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)研究[D]. 李程.西安電子科技大學(xué) 2014
[7]永磁同步電機(jī)參數(shù)在線辨識(shí)算法研究[D]. 周虎.電子科技大學(xué) 2012
[8]基于永磁同步無齒輪曳引機(jī)的電梯節(jié)能驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王銘明.南京理工大學(xué) 2012
[9]永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)研究[D]. 湯斯.華中科技大學(xué) 2009
[10]分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁同步電機(jī)參數(shù)化設(shè)計(jì)研究[D]. 劉偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
本文編號(hào):3095745
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