基于软测量技术的电机综合参数检测系统

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1、学科门类：工堂分类号：墅墨垒!硕士学位论文基于软测量技术的电机综合参数检测系统作者姓名：姚俊学位级别：硕士单位代码：幽密级：蛆学科专业：控制理论与控制工程研究方向：工业过程控制与综合自动化指导教师：潘海鹏教授浙江理工大学机械与自动控制学院2013年3月TheMotorParameterMeasurementSystemBasedonYaoJun浙江理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的

2、学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作签字日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江理工大堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝婆墨王太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文签字日期：导师签名：绦宓易签字日期：劲J弓年3月6日摘要随着科学技术的不断发展与提高，电机与工业生产的关系变得越来越密切，对电机控制的要

3、求也变得越来越高，而控制系统的性能很大程度上取决于对电机参数的准确测量，但实际运行过程中因受环境、工况等条件的影响导致某些参数无法或难以用常规仪器直接测量。因此，如何准确快速的辨识出电机的相关参数以保证控制系统的良好性能，一直以来都是电机控制领域研究的热点。软测量技术的出现，为工业过程中一类难以在线测量的过程变量的检测问题提供了很好的思想和手段。它通过选择另外一些易测的辅助变量，进行某种数学关系的构造后，实现了对主导变量的推断和估计，因而很好的解决了这一类难以在线测量的过程变量的检测问题。因此，本论文以交流电机为研究对象，设计和开发了一套以单片机、虚拟仪器以及软测量的

4、相关算法为核心的电机综合参数检测系统。论文主要从以下几个方面展开了研究：‘1、针对软测量的相关算法问题，介绍了软测量技术的基本原理以及建模的基本方法，包括机理建模、神经元技术、主元分析、部分最小二乘、系统辨识和优化算法等，详细分析了系统辨识及其在软测量技术中的应用，并通过比较选出了最适合的方法展开进一步的应用研究。2、针对建模与系统辨识问题，从三相静止坐标系下的电机模型出发，阐述了两相静止坐标系和同步旋转坐标系下的电机数学模型，分析了电机运行过程当中待测参数与可测参数之间的非线性函数关系，通过坐标转换的方法建立了电机的稳态数学模型，利用最小二乘递推算法实现了对电机定子

5、电感、转子时间常数、漏感系数等参数的在线辨识，最后通过MATLAB进行仿真，仿真结果证明了该方法的可行性。3、针对检测系统硬件实现问题，设计了一种以C8051F340单片机为核心的硬件测试系统，并详细介绍了包括中央处理器MCU模块、测量模块、显示模块和通讯模块等各硬件平台的功能和实现方式。即以C8051F340单片机作为中央处理器构成主控电路将DSP芯片和各传感器检测所得的信号进行数据处理后，至液晶屏进行实时显示，并通过USB网络与PC上位机软件进行通讯。4、针对检测系统上位机软件的设计问题，开发了一种基于LabVIEW虚拟仪器的人机交互系统，在计算机上实现了数据的实

6、时采集、图表显示、数据存储与处理、历史数据分析及打印等功能。5、在上述研究的基础上，将软硬件结合在一起，对系统进行整体的调试。实验结果表明，基于软测量技术的电机参数检测系统，在完成电机常规参数检测的同时，还实现了使用常规仪器无法或难以直接测量的参数检测，并且经实验测试，系统运行稳定，可靠性高，兼容性强，成本低，开发周期短，具有一定的实用价值。关键词：电机；单片机；数据采集；参数辨识；虚拟仪器；软测量ⅡSoftMeasurementTechnologyWithdevelopmentoftechnology，relationshipbetweenmotorandindus

7、trialproductionbecomemoreandmoreclosely，motorcontrolrequirementsareincreasinggradually．Theperformanceofcontrolsystemdependslargelyontheaccuratemeasurementofmotorparameters，butbecauseoftheoperationenvironmentandsomeotherreasons，ledtomotorparametersunableordifficulttouseconventio