杜 帅

(1.浙江大学电气工程学院，浙江杭州 310027;

2.中国人民解放军驻162厂军事代表室，贵州安顺 561018)

0 引言

转动惯量对电机控制的准确性有着重要影响。由于转动惯量随着负载的扰动而变化，为了保证伺服系统的控制精度，需要对转动惯量进行辨识，获得转动惯量的准确数值。现有的转动惯量的辨识方法主要有基于状态观测器的辨识方法、基于卡尔曼滤波的辨识方法及基于自适应的辨识方法［1-3］。基于状态观测器的辨识方法通过状态观测器观测状态变量值，利用估计出的状态变量值计算转动惯量。该方法需要调节状态观测器的调节增益，对于高阶状态方程，调节难度大。基于卡尔曼滤波的辨识方法，转动惯量作为卡尔曼滤波器的状态变量，卡尔曼滤波器输出得到辨识结果。基于自适应的辨识方法，调整控制器参数，使参考模型输出和系统实际输出之差满足性能指标函数，得到转动惯量的辨识值。本文采用了一种低阶观测器对扰动负载转矩进行观测，同时采用积分方法辨识转动惯量。算法具有实现简单、收敛快速等优点。通过仿真和试验验证了该方法的正确性。

1 电机驱动系统模型

电机驱动机械系统原理图如图1所示，电机控制系统机械方程为

式中:ωr——转子机械角速度;

θr——转子机械角度;

J——转动惯量;

B——粘滞摩擦系数;

Te——电磁转矩;

TL——负载转矩;

kt——电机转矩常数;

iq——q轴电流。

图1 电机驱动机械系统原理框图

2 辨识策略研究

图2所示为基于扰动负载转矩观测器和转动惯量辨识的电机控制系统框图。……