基于神经网络的永磁同步电机参数辨识研究-控制科学与工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在 年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不保密团 学位仰者签叼衅 日期:)4J(b年/月/作 导教师签名z 闯纵:41 日期:7A年/月/归 基于神经网络的永磁同步电机参数辨识研究 基于神经网络的永磁同步电机参数辨识研究 基于神经网络的永磁同步电机参数辨识研究 摘 要 对于三相交流永磁同步电动机，其转速与电源的频率是同步的，因此具有效率 高、动态响应快、可靠性高等优点。同时，随着永磁材料价格的不断下降以及性 能的不断提高，永磁同步电机在高性能的运动控制领域得到了广泛的应用。 对于永磁同步电机控制器，为了能对控制规律进行调整，需要较高精度的控制 系统参数。不过在实际的工业应用中，由于逆变器非线性因素及温度磁场等的影 响，电机参数会发生变化。要使得控制系统具有良好的动态性能，就需要调整相 应的控制器参数。所以，各种辨识算法被研究用来辨识电机系统中的未知参数。 直流衰减法、最小二乘法、模型参考自适应法等参数辨识方法在永磁同步电 机的参数辨识中都有了成功的应用，但这些控制方法都存在一定的局限性。 本论文针对永磁同步电机电气参数会发生变化这一现状，采用基于神经网络 的智能控制算法，辨识出了永磁同步电机的电气参数。具体研究内容及主要创新 点包括以下几个方面： 1.概述了国内外常用的参数辨识的各种方法，包括最小二乘法、模型参考自 适应法、扩展卡尔曼滤波法以及各种智能控制算法。同时说明了电机电气参数和 双闭环调速系统的控制器参数之间的联系，表明了电机参数辨识的必要性。继而 阐述了永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型以及永磁同步电机的控制策略， 着重描述了矢量控制下的空间矢量脉宽调制技术。 2.研究分析了带有遗忘因子递推最小二乘参数辨识算法，给出了在不同的遗 忘因子作用下，电机参数辨识结果的差异性。在此基础上对基于神经网络的永磁 同步电机参数辨识技术进行了充分的理论和实验研究，在电机数学模型的基础上 建立了参考模型和可调模型，通过不断地调整权值从而分别辨识出了电机的定子 电阻值、交直轴电感值以及永磁体磁链值，并进行了仿真试验，结果表明此辨识 方法是有效的、可行的。 3.研究了各种扰动如温度磁场以及逆变器非线性因素，对参数辨识结果带来 的不利影响，给出了合理的补偿办法。并模拟了带有逆变器非线性因素的永磁同 步电机参数辨识方法，依据辨识结果提出了在实际应用中，需要对逆变器非线性 因素进行合理的补偿，从而提高参数辨识的精度。 关键字：永磁同步电机，神经网络，参数辨识，逆变器非线性补偿 I 万方数据 万方数据 RESEARCH ON PARAMETER IDENTIFICATION OF PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTOR BASED ON NEURAL NETWORK ABSTRACT The speed and power frequency of three phase AC permanent magnet synchronous motor are kept strictly synchronized, with the advantages of high efficiency, fast dynamic response, high reliability and so on. Meanwhile, with the continuous decline of the price of permanent magnetic material and the continuous improvement of the performance, the permanent magnet synchronous motor has achieved a wide range of applications in the field of high performance motion control. The rapid development of modern high performance numerical control machine tools and electric vehicles require that the drive system has higher precision and better control performance, th