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異步電機轉子電阻辯識方法的建模與仿真.pdf

'異步電機轉子電阻辯識方法的建模與仿真.pdf'
第29卷第2期計算機仿真2012年2月文章編號:1006—9348(2012)02—0412—04異步電機轉子電阻辯識方法的建模與仿真鮑建成(江蘇海事職業技術學院信息工程系,江蘇南京211170)摘要:研究異步電機穩定性優化控制問題,異步電機轉子電阻受溫度變化、集膚效應等影響,具有時變性和非線性,影響系統穩定性分析。傳統方法對異步電機轉子電阻狀態辯識準確率低。為了準確和快速對轉子電阻進行狀態辯識,提出一種擴展卡爾曼濾波的異步電機轉子電阻辯識方法。將轉子電阻看成系統狀態變量,設計一種擴展卡爾曼濾波技術的轉子電阻估計器,通過測量電機定子電壓、電流,實現對轉子電阻在線辯識。在MATLAB/Simulink中建立仿真模型,仿真結果表明,異步電機轉子電阻改進辯識方法可提高轉子電阻辨識準確率。關鍵詞:異步電機;擴展卡爾曼濾波器;轉子電阻;參數辨識中圈分類號:TM346文獻標識碼:AModelandSimulationIdentificationMethodofRotorResistanceofAsynchronousMotorBA0Jian—cheng(JiangsuMaritimeInstitute,DepartmentofInformationEngineering,TmzhouJiangsu211170,China)ABSTRACT:Asynchronousmotorrotorresistancechangesaffectthecontrolprecisionofthesystem,becausetem—peratureandskineffect,rotorresistancechangeshasnonlinear.Inordertoidentificatetherotorresistanceaccuratelyandrapidly,anasynchronousmotorrotorresistanceidentificatemethodwasproposedbasedonextendedkalmanfherinthispaper.TakingRotorresistanceasasystemstatevariable,arotorresistanceidentificationwasdesignedbaseonextendedKalmanfilteringtechnology.Throughthemeasuringthevoltageandcurrenofthemotorstator,therotorresistanceidentificationvaluewasobtained.ThesimulationmodelwasbuiltwithMATLAB/Simulinksystem,andthesimulationresultsshowthattheproposedmehodcanrapidlyandaccuratelyidentifyrotorresistanceandimprovetheprecisionofrotorresistance.KEYWORDS:Asynchronousmotor;Extendedkalmanfilter;Rotorresistance;Parameteridentification1引言異步電機具有結構簡單、價格低廉、性能可靠等優點,廣泛應用于機械、礦山、造紙、交通、和農業灌溉等行業?。在異步電機調速系統中,其控制系統性能依賴于電機各種參數,其中電機的轉子電阻是最為關鍵的參數悼1。電機轉子電阻直接影響著各個控制環節和觀測器的控制精度,電機轉子電阻辨識研究一直是電機控制系統研究中的重點∞1。近年來,為解決電機轉子電阻辨識問題,國內外學者提出了許多電機轉子電阻辨識方法,主要有分為3大類:①頻域辨識;②時域辨識,如最小二乘法、卡爾曼濾波和模型參考自適應法等;③人工智能方法,如支持向量機、粒子群算法、收稿日期:2011—05—02修回日期:2011—05—20—412一遺傳算法和神經網絡辨識等,這些方法都存在各自的不足H“J。頻域電機轉子電阻辨識法對輸入信號要求十分高,無法反應系統變化過程中的非線性變化規律?;谧钚《朔▽D速波動和測量噪聲十分敏感。傳統卡爾曼濾波無法正確辯識非線性的電機轉子電阻變化規律。模型參考自適應方法不能很好的對多個電機參數進行辯識,穩定性不夠。人工神經網絡和支持向量機理論上還不太成熟,需要專用硬件作支撐,實用性不強。粒子群算法、遺傳算法等算法計算量大,算法復雜,對處理器要求比較高,因此在實際應用上有待進一步的研究一o。電機轉子電阻受到溫度、集膚效應等因素的影響,具有不確定性和非線性等特點,擴展卡爾曼濾波算法是一種非線性參數估計方法,可以消除信息中隨機干擾和無用信息,獲得有用信號,在較短的時間內完成參數和狀態的在線辨識,
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