基于MRAS的永磁同步电机参数辨识研究

• 作 者: 范惊京
• 机 构: 华中科技大学
• 出 处: 华中科技大学
• 发表日期: 2018年期
• 关键词: 永磁同步电机 调速控制 参数在线辨识

永磁同步电机调速控制技术经过几十年的发展，从早期的恒压频比控制发展到今天的矢量控制、直接转矩控制、模型预测控制。相对于应用最广泛的矢量控制方案，模型预测控制动态响应快，无需复杂的脉冲调制过程，应用于永磁同步电机调速系统能进一步提高调速系统的性能。然而，模型预测控制的控制性能受电机温度上升以及磁饱和效应等引起的电机参数变化影响较大，因此，电机参数在线辨识在模型预测控制的研究中有着举足轻重的地位，准确地辨识永磁同步电机的各项参数有助于提高模型预测控制系统的鲁棒性。本文以永磁同步电机为研究对象，主要研究参数在线辨识技术。　　分析了永磁同步电机的工作原理，推导了永磁同步电机的数学模型。在此基础上设计了永磁同步电机模型预测控制系统，系统地分析了参数失配对模型预测控制系统的影响。针对电机运行过程中可能出现的参数失配问题，分析了辨识模型耦合的问题，提出了基于Popov超稳定性的两步法模型参考自适应多参数在线辨识方法，该方法能有效辨识出定子电阻、定子电感和永磁体磁链三个参数。　　逆变器死区效应造成的输入电压畸变会影响辨识算法的稳定性和准确性，传统死区补偿方法受电流谐波和采样延时影响较大。针对该问题本文提出了一种基于电压模型的线性死区补偿法，将计算出的死区电压补偿到自适应模型和自适应律中，能有效提高辨识算法的稳定性和准确性。　　本文在Matlab/Simulink仿真环境中搭建了永磁同步电机模型预测控制和参数辨识的仿真模型，对以上算法进行了详细的仿真研究。仿真结果证明了以上算法的有效性和可行性。