基于速度观测器的pmsm转动惯量辨识研究

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1、分类号学号M201270445学校代码10487密级硕士学位论文基于速度观测器的PMSM转动惯量辨识研究学位申请人：贾彤起学科专业：机械电子工程指导教师：艾武教授答辩日期：2015.5.15AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonthePMSMInertiaIdentificationBasedontheSpeedObserverCandidate：Ji

2、aTongqiMajor：MechatronicEngineeringSupervisor：Prof.AiWuHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完

3、全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学

4、硕士学位论文摘要随着永磁同步电机（PMSM）交流伺服系统在越来越多的高性能运动控制领域中的广泛应用，如何提高系统的控制精度、稳定性、静态及动态性能就显得尤为重要，然而电机及其负载的转动惯量是影响系统中控制器控制参数的主要因素之一。因此，若能及时辨识出PMSM伺服系统的转动惯量，然后依据其变化对系统中的控制器参数实施调整以补偿其对系统控制带来的影响，就可以提高系统的控制性能。首先，分析了一些常用的参数辨识算法，基于最小二乘法良好的收敛性与无偏性，将递推最小二乘法应用于转动惯量的辨识之中。但是由于递推算法采

5、样次数过大时，新数据会失去对之前的估计值修正的能力，因此本文采用对老数据加上遗忘因数的办法，通过降低老数据的信息量，提高了新数据的影响力，从而获得跟踪参数变化的实时估计。基于此给出了该算法在PMSM伺服系统转动惯量辨识的具体实现方法与形式。其次，由于电机转速通常都是位置传感器获取的位置信号经过简单差分计算得到的。针对因传感器存在固有的相位滞后而影响电机速度计算结果的问题，从提高电机转速计算精度的角度引入了速度观测器。观测器可以降低传感器固有的相位滞后，因此观测到的速度信号相比传感器获得的更精确也更可靠，

6、这对转动惯量辨识的准确度也有一定的提高。最后，采用直轴电流为零的矢量控制策略，构建了PMSM闭环控制系统方案。基于此方案在MATLAB/Simulink中设计了PMSM闭环控制下转动惯量辨识的仿真模型，基于以DSP为核心的VECTODRIVEVD600控制驱动器、登奇永磁同步电动机以及VECTONUMV8工控机的硬件平台搭建了PMSM转动惯量辨识的实验平台，并完成了本平台主要的软件设计。本课题所做的仿真与实验都验证了基于速度观测器与递推最小二乘法相结合的惯量辨识算法的可行性与有效性，实验表明在速度变化的

7、条件下无论是空载还是恒负载，转动惯量辨识的速度与精确度都取得了满意的效果。关键词：永磁同步电机（PMSM）；最小二乘法；速度观测器；惯量辨识I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththepermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)servosystemhasbeenwidelyusedinhighperformancemotioncontrolfield,it’sparticularlyimportanttoimprovetheprecision,stabilit

8、y,staticanddynamicperformanceofthecontrolsystem.Theinertiaofmotorandloadisoneofthemainfactorswhichaffectthecontrollerparametersofthesystem.Therefore,iftheinertiaofPMSMservosystemcanbeidentifiedontime,thenparametersofthecon