基于传动模型重构的永磁同步直线电机机械参数辨识

针对永磁同步直线电机(permanent magnet synchronous linear motor,PMSLM)机械参数辨识中存在模型不准确、辨识参数耦合、辨识精度低等问题,该文提出一种基于传动模型重构的机械参数辨识算法。首先,根据重构模型建立扩张状态观测器得到动子质量和摩擦力、电磁推力、质量辨识初值的耦合信息;其次,为消除这种耦合,提出一种两级式的动子质量解耦辨识策略。再次,根据PMSLM的摩擦特性,构造一种综合考虑速度和加速度影响的摩擦力模型,更精确地描述真实摩擦力。最后,搭建基于机械参数辨识算法的控制系统,通过仿真和实验验证,证明所提辨识算法的有效性。

基于混合自适应扩展卡尔曼滤波的永磁同步直线电机等效机械参数辨识策略

针对机械参数辨识精度受推力系数波动影响而降低的问题,提出等效机械参数模型,将推力系数与待辨识参数相结合,并推导该模型在控制器调谐和前馈补偿上与传统模型的等效性。为了进一步实现等效机械参数在线辨识,构建基于混合自适应扩展卡尔曼滤波的辨识器。混合自适应扩展卡尔曼滤波在系统噪声矩阵和渐消因子中加入自适应机制,能够估计系统噪声,并在负载突变时快速收敛。通过对系统可观性和矩阵正定性的推导,证明算法的稳定性。最后,在一台永磁同步直线电机上进行实验,验证所提算法的有效性及其在PWM周期为32 kHz和10 kHz时在线运行的可行性。

基于三角函数正交性的永磁伺服系统机械参数辨识

为抑制永磁伺服系统机械参数不确定对系统控制性能的影响,提出一种利用三角函数正交性进行机械参数辨识的方法。给电机施加两个不同幅值、相同角频率的机械角速度指令,通过正弦、余弦函数在不同区间内的积分实现系统摩擦系数与转动惯量的解耦,在提高辨识精度的同时消除了不定负载转矩对黏滞摩擦系数、库仑摩擦系数和转动惯量辨识结果的影响。利用辨识得到的机械参数值对负载转矩进行观测,并针对系统的摩擦转矩、负载转矩进行对应的前馈补偿。仿真和实验结果均验证了该方法的有效性,机械参数辨识误差在1%左右,进行前馈补偿后转速环的控制性能得到一定的提升。

基于三角函数正交特性的永磁伺服系统机械参数辨识方法

针对永磁伺服系统机械参数辨识精度不高、应用场合受限等问题,提出一种基于三角函数正交特性的机械参数辨识方法,可辨识转动惯量、粘滞摩擦系数、库仑摩擦系数。该方法向电机施加2个幅值不同、角速度相同的速度指令,将正弦、余弦函数分别与电磁转矩相乘并积分,利用三角函数正交特性分离出仅含有转动惯量的表达式和2个包含粘滞摩擦系数、库仑摩擦系数线性无关的方程,且都与常值负载转矩无关。该方法实现转动惯量与摩擦系数的解耦,提高辨识精度,同时消除常值负载转矩对辨识结果的影响,可用于塔吊、起重机等带载工况下机械参数的辨识。仿真和实验结果验证所提机械参数辨识方法的有效性,并分析影响辨识精度的因素。

三相永磁同步电机的转动惯量和阻尼系数的辨识

在某些工况下,电机的负载转动惯量将是时变的,为了能随着负载转动惯量、阻尼系数的变化同步地调节PI参数从而提高三相永磁同步电机的控制性能,需要在线的估计系统的转动惯量和阻尼系数。文章提出了一种用最小二乘法实现的在线的转动惯量以及阻尼系数的辨识方法,并在Simulink中进行了仿真验证。