无传感器运行的异步电机转子电阻辨识技术研究文献综述
2020-05-04 21:24:07
文 献 综 述
1.课题背景与意义
随着电力电子技术的飞速发展,电机拖动系统中,电机作为主要的动力设备普遍应用于各个行业中。直流电机控制简单,然而在现实应用中,一般工业用电都是交流电。且直流电机需要换向器,换向器制造复杂、成本高,且要经常维护,这就使得直流电机在工业控制中运用不方便。在20世纪70年代初,德国西门子公司Felix Blaschke工程师发表论文《异步电机矢量变换控制的磁场定向原理》之后,异步电机变频调速系统飞速发展。随着电机控制技术不断发展,无传感器控制技术越来越受到国内外学者的重视。目前,对无传感器控制技术的研究在国内外都取得了一定的进展。
在电机调速控制系统中,控制算法都是通过软件编程下载到主控芯片中实现的,在软件编程中要求知道电机定转子漏感、定子电阻、转子电阻、互感等参数。然而电机铭牌上一般只有额定电压、额定电流、额定功率这些简单参数。异步电机是一个多变量、非线性、强耦合的高阶系统,其在无传感器运行时,转速获取依赖磁链观测的同步角频率与滑差角频率,转差频率的计算需要转子时间常数,转子时间常数为转子电感和电阻的比值。当离线辨识的转子电阻不准或者运行中转子电阻发热导致变化,算法中的电阻如果不能及时修正更新势必影响到转速辨识的精度,为此需要研究转子电阻辨识技术。
2.国内外研究现状的介绍以及应用
异步电机具有结构简单、价格低廉、性能可靠等优点,广泛应用于机械、矿山、造纸、交通、和农业灌溉等行业。在异步电机调速系统中,其控制系统性能依赖于电机各种参数,其中电机的转子电阻是最为关键的参数。电机转子电阻直接影响着各个控制环节和观测器的控制精度,电机转子电阻辨识研究一直是电机控制系统研究中的重点。
近年来,转子电阻辨识问题引起了国内外学者的广泛关注,提出了多种转子电阻辨识方案。离线辨识技术和在线辨识技术是目前异步电机参数辨识主要应用的两种方法。离线辨识技术包括空载实验法、电机堵转法、电机参数自整定法以及最小二乘法等。在线辨识技术包括递推最小二乘法(Recursive Least Square, RLS)、扩展卡尔曼滤波
法(Extended Kalman Filter, EKF)、模型参考自适应法(Model Reference Adaptive System, MRAS)、以及人工智能方法等。
2.1各方法的原理