面向直流电机模型时变参数的在线辨识方法.pdf

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1、第31卷第8期计算机仿真2014年8月文章编号：1006—9348(2014)08一0250一04面向直流电机模型时变参数的在线辨识方法郭新军1，陈素霞2(1．河南工程学院电气信息工程学院，河南郑州451191；2．河南工程学院软件学院，河南郑州451191)摘要：在直流电机建模优化问题的研究中，由于直流电机的时变参数随现场工况的变化而变化，导致采用离线辨识方法无法估计直流电机的系统模型，针对直流电机系统参数的时变性，提出一种直流电机时变参数的在线辨识策略。依据直流电机的电势平衡方程和转矩平衡方程，得到直流电机的传递函数，转化为电动机角速度和电压之间的差分方

2、程，然后，采用递推最小二乘算法进行在线辨识，从而实现直流电机系统模型在线辨识的目的。搭建直流电机在线辨识系统实验平台，采用改变直流电机载荷的方式，进行了在线实时辨识的实验，实验结果表明：改进方法辨识效果良好，较好地实现了直流电机在参数时变的情况下，辨识效果良好，辨识模型较好地跟踪系统参数的变化。关键词：直流电机；时变参数；在线辨识中图分类号：TM301．2；TPll文献标识码：BolllineIdentmcationMethodofTime—Var妒ngParameters￡DrDCMotorSGUOXin—iunl。CHENSu—xia2(1．Sch001

3、ofElectricalInfo皿ationEn舀neering，Hen蚰InstituteofEngineering，Zhen铲houHen锄451191，China；2．SchoolofS0ftware，Hen锄InstituteofEn舀neering，Zhen铲houHen锄451191，China)ABS7如RACT：Aspar锄eters0fDCmotorswiUchangewiththe叩eratingenviro姗ent，tllet阳ditionalomineidentm-cationcannotidentif)rthevaryingmode

4、l．AnoIllineidentificationmethodisproposedinthispaperbasedonrecursiveleastmeansquarealgorithm．Withthepotentialbal锄ceequation明dtorquebal蚰ceequation，thet瑚sferfunctionoftheDCmotorisdeduced．ThentIletransferfunctionistL蚰sferredtodi虢renceeqllation．Anexperimentalpla怕册isconstnlctedtotesttIl

5、eprqpoSedonlineidentificationa190rithm．TheexperimentresIlltsf曲di珏．eremloadsshowtlIattheproposed0111ineidentmcationmetllodiseffectiveanditcanfoUowtllevaryingsystemp猢etersinrealtime．KEYWoRDS：DCmotor；Time—varyingp眦meter；0Illineidemificationl引言在分析和设计直流电机调速系统或伺服系统时，需要对直流电机进行建立数学模型，目前获取直

6、流电机数学模型的方法大致分为两类：一类是理论建模方法，即依据电机设计制造时的技术数据进行理论计算；一类是系统辨识方法。由于实际系统的复杂性，通过理论建模得到的模型的误差通常较大，且由于随着直流电机运行环境以及工况和相应载荷的基金项目：国家自然科学基金资助项目(61305106)；中国博士后科学基金资助项目(2013m41505)；河南省教育厅科学技术研究重点项目(14A413003)河南工程学院博士科学基金项目(D2013011)收稿日期：2013一11一19修回日期：2013一12—28—250一变化，直流电机的参数会发生变化，从而导致理论建模得到的数学模

7、型在实际工程应用中具有较大的不适性¨。5J。由此，通过系统辨识方法得到直流电机的模型成为了一种较为可靠的解决方案旧“1。很多学者已经对直流电机的系统辨识建模方法开展了研究，但现有的大部分研究大都局限于离线辨识，不能够实现直流电机模型的实时在线辨识，对于变化的系统模型无能为力【9。1引。利用离线辨识得到的模型参数设计控制器，在实际应用中通常会导致系统的控制性能指标达不到设定值，工况严重改变时甚至会导致控制系统失效。由此，在本文中，提出了一种基于递推最小二乘算法的实时参数辨识方法，和文献[9—10]中的方法不同，该方法能够实现系统模型参数的实时在线辨识。此外现有

8、研究大都采用工控机进行u“，在实际系统布置时极为不方