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伺服电机转动惯量辨识方法的研究

2021-07-13任丽晔邵宗明

长春大学学报 2021年6期

任丽晔,邵宗明

(长春大学 电子信息工程学院,长春 130022)

交流伺服系统作为机电一体化的系统,在对电机要求高性能、高可靠性以及高稳定性的领域中占有极其重要的地位[1]。由于永磁同步电机相比于其他电机来说可靠性更高,因此在伺服领域中的运用已经越来越广泛。在实际的伺服系统应用中,长时间运行的电机工况复杂,导致电机的某些参数发生改变,从而影响系统的控制性能.所以,对电机参数进行实时辨识显得尤为重要,而电机的转动惯量又是其中的关键参数[2]。因此,能够实时辨识得到电机的转动惯量,对保证伺服系统稳定性以及提高控制性能具有重要的研究意义。

由于永磁同步电机自身的强耦合,需要对其进行控制,矢量控制策略用坐标变换的方式将电机的三相定子电流分解成直轴分量和交轴分量,再分别进行独立控制,由直轴分量来控制磁通,交轴分量来控制转矩,从而实现对定子电流的解耦[3]。惯量辨识方法总体上可分为两种,离线辨识方法包括直接计算法、加减速法、人工轨迹法等[3];而在线辨识方法包括最小二乘法、卡尔曼滤波法、状态观测器法以及人工智能算法等[4]。通过分析永磁同步电机矢量控制系统模型,在基于解决启发式寻优问题的粒子群算法上进行了改进,提出了利用罚函数改进的粒子群算法来进行实时辨识转动惯量。

1 永磁同步电机模型分析

考虑到永磁同步电机的强耦合问题,采用了矢量控制方法来进行对永磁同步电机的控制[5-7]。……

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