永磁同步电机的建模与参数辨识_王明松

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1、永磁同步电机的建模与参数辨识王明松(北京建筑大学电信学院2014级硕研学号：2108521314124)摘要:永磁同步电机由于其优越的性能而广泛的应用于精确的伺服控制控制系统中，针对电机的参数会随着工作环境的变化而变化，导致控制的精度受到很大影响。提出采用实时地对电机参数进行辨识，成为提高整个系统性能的保证。在深入分析永磁同步电机的电磁特性后，推导出永磁同步电机在两相静止坐标下的电机数学模型;并在该数学模型下利用递推最小二乘法编写辨识算法，对电机的参数进行在线辨识。利用matlab软件平台构建永磁同步电机双闭

2、环仿真模型进行仿真，仿真结果表明算法能精确地辨识电机的参数，具有较好的鲁棒性。从而证明上述方法的正确性，能够提高控制系统的精度。关键词:永磁同步电机;递推最小二乘法;参数辨识中图分类号:TM301.2文献标识码:AModelingandParameterIdentificationofPermanentMagnetSynchronousMotorABSTRACT:Thepermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)hasbeenwidelyusedinmanyaccurateser

3、vocontrolsystemsforitsexcellentqualities．Howeverthemotorparametersvarywiththechangingworkenvironments，resultingintheprecisionofcontrolsystemtobeaffected．Real－timeidentificationofmotorparametersisaguaranteeforimprovingoverallsystemperformances．Basedondeepana

4、lysisoftheelectromagneticcharacteristicsofpermanentmagnetsynchronousmotor，themathematicalmodelofpermanentmagnetsynchronousmotorisderivedinthestationarytwo－phaseofthemotorcoordinates．Andrecursiveleastsquareischoosedforonlineidentificationofmotorparametersund

5、erthismathematicalequation．Matlab/simulinkisusedtocreatethesimulationsystemofdoubleclosedloopcontrolsystem．Simulationresultsshowthatthemethodcanquicklyandaccuratelyidentifythemotorparametersandhasgoodrobustness．Thealgorithmisprovedcorrect，andcanimprovetheac

6、curacyofcontrolsystem．KEYWORDS:Permanentmagnetsynchronousmotor;Recursiveleastsquares;Parameteridentification1引言永磁同步电动机是一个强耦合非线性系统，在建模过程的误差将导致电机模型具有一定的不确定性。故精确地建立电机模型成为提高控制精度的关键。在矢量控制系统中，需要对电机参数进行准确的辨识以实现对电机的转子磁场定向控制，而电机的定转子参数会随着温升和磁路饱和发生变化，是一种不确定的时变参数，使得参数辨

7、识的结果不准确，影响矢量控制的性能［1］。因此需要对电机参数进行实时辨识。基于以上两点，很多文章进行了深入的分析。文献［2，3］利用模型参考自适应理论，提出了不同模型的参考自适应参数辨识方法。该方法不能对辨识结果进行实时的修正，实时性较差。文献［4］采用了扩展的卡尔曼滤波法辨识参数，然而该方案模型比较复杂，增益参数很难配置，实现起来比较困难。本文提出了一种以最小二乘法为核心的方法对电机的参数进行辨识。本文首先通过深入分析永磁同步电机的电磁特性后，推导出了在两相静止坐标下以定子电流和定子磁链为状态变量的的永磁同

8、步电机的数学模型;并结合递推最小二乘法，对电机模型进行离散化，采用永磁同步电机参数辨识的算法。最后通过建立仿真控制系统对辨识算法进行验证。分析结果表明该方法辨识结果准确，能取得了较好的辨识效果。2PMSM模型的建立选择两相静止坐标系的电机数学模型作为研究的对象，因为该坐标系中的变量很容易由电机输出端的测量信号通过3/2变换得到，同时电机电机控制环节中的磁场定向很多变量也是基于两相静止坐标系，所以更容