论文总字数：20947字

摘 要

Abstract IV

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.1.1电机参数辨识的诞生 1

1.1.2电机参数辨识是提高电机质量的要求 2

1.2异步电机参数研究国内外发展概况 3

第二章 浅谈异步电机参数辨识的基本方法 6

2.1系统辨识问题和最小二乘法 6

2.1.1系统辨识问题的综述与分类 6

2.1.2最小二乘原理 8

2.2 卡尔曼滤波法 11

2.2.1卡尔曼滤波理论的发展和应用 11

2.2.2一般卡尔曼滤波法所含基本方程 12

2.2.3扩展卡尔曼滤波和系统辨识 13

2.3模型参考自适应法 16

第三章 异步电机理论分析和参数辨识 20

3.1异步电机的基本结构 20

3.2异步电机等效电路 20

3.3坐标变换 19

3.4 数学模型 21

3.5空载实验 23

第四章 MATLAB/SIMULINK仿真与分析 25

4.1 MATLAB的优缺点： 25

4.2仿真结果分析 25

结语 32

参考文献 34

致谢 35

异步电机参数的在线辨识研究

摘 要

异步电机参数辨识是现在调速系统发展的必然趋势。异步电机参数辨识的方法多种多样，归纳为频域法和时域法两种。相比较而言，频域法使用的更加多一些，长期的广泛使用为这种方法积累了大量经验，无论是数据的处理还是理论分析都相对完善。频域响法的缺点是不能反映非线性系统。第二种方法是时域分析法，相比于前者它最大的优点是能够反映动态变化中的各种情况，操作方便，时域分析法的计算过程很简单，处理起来也很容易。任何事情都不能尽善尽美，时域法分析法也存在瑕疵，例如电机所在周围的环境；辨识信号的选取采集和分析。

本文简单介绍了一些异步电机参数辨识的方法，指出其优缺点。着手点是异步电机T参数模型。具体的设计方案则是根据空载原理进行安排的，对空载方案进行理论分析论证它的合理性，然后通过仿真实验证明方案的可靠性和准确性。

关键词：异步电机 在线 参数辨识

Online identification of induction motor parameters

Abstract

Parameter identification of the asynchronous motor is the inevitable trend of development of speed control system now. In general, now mainly two methods. First method frequency response method, this method calculation method development is relatively mature, stability of the algorithm and has a certain filtering function, but this method for input signal, the strict requirements. In addition, the frequency response analysis is based on linear system based on, so he can not reflect the nonlinear characteristics. The second method is time domain analysis method, the compared to the former it is the biggest advantage is able to reflect the dynamic changes of various, easy to operate, simple calculation, is not necessary to add other conditions. Even so, time domain method The problems exist in the online identification, such as motor where the surrounding environment; identification signal can not be too large. Time domain analysis method Kalman filtering method and the least square method, the disadvantages of the two methods is the existence of local minimum or convergence issues. Furthermore due to take approximate linearization caused errors.

This paper analyzes the asynchronous motor parameter identification methods, their advantages and disadvantages are pointed out, and put forward in motor t parameter model under the rotor leakage resistance from converted to a stator of asynchronous motor parameter identification method. Through theoretical analysis, the feasibility of the solution is described and the reliability and accuracy of the simulation proved that the scheme.

Keywords: asynchronous motor；on-line；parameter identification

第一章 绪论

1.1课题研究背景

1.1.1电机参数辨识的诞生

改革开放以来我国经济飞速发展。在改革开放的时代大潮席卷中，我国工业建设迈上新的台阶，尤其是电力系统行业。在电力系统大发展的时代背景下，电气设备生产制造业在我国迅速崛起并且取得了卓越的进步。交流电机特别是异步电机凭借其转动惯量小、简单的结构、便宜的价格、制造方便、运行可靠性高、坚固耐用、对环境要求低等特点，出现在日常生产和生活的方方面面。从异步电机的诞生到现在，异步电机的调速方法也在不断发展与时俱进。早期，只有一些调速性能比较差、低效耗能的调速方法，根据电机的类型不同采取不同的方法。例如针对绕线式的异步电机，通常的做法是给转子外部串联可变电阻，通过改变外加电阻的阻值进行调速；而对于鼠笼型异步电动机，常用的方法是利用自耦变压器、饱和电抗器对定子进行变压调速，此外，还可以通过改变极对数对定子调速。后来，电力电子技术诞生并发展出现晶闸管串级调速，到了70年代有些学者又提出了一种新型调速控制思想——矢量分解调速法。这种方法从将定子电流分解为励磁电流和转矩电流着手，立足于分解二字。通过对这两种电流的不同控制，简化异步电机控制，使之能够像直流控制一样方便灵活。尽管这种矢量控制的方法至今为止仍然占据异步电机控制方法的主流地位，但是它仍然还存在许多的不足需要指出，运用矢量控制法首先要进行解耦控制所需气隙磁通的估算，而要进行估算就必须知道电机的物理参数才行。所以，要想发挥矢量控制的强大优势我们首先要解决电机的物理参数问题。除此之外，目前正在进行的无速度传感器控制研究其能否对速度做出准确的估计也需要可靠的精确的电机参数。但是问题在于日常生产生活中常用的变频器服务对象是大众化的，并不是针对某一台电机或某个电机生产商生产的电机专门设计的。大多数情况下用户的变频器由某些个专业厂家设计生产，而电动机则是由其他厂商供货。这些客观问题的存在造成了变频器的电机参数是不可能提前设定的，必须进行现场设置。然而电动机的参数大都也不会出现在铭牌的数据中。与此同时，各国的工业发展情况不同，生产工艺的水准参差不齐，受其影响即便是同一家厂商生产的同一型号的电机的物理参数也存在或多或少的差异，所以对电极参数的辨识研究也就萌芽并茁壮成长。

1.1.2电机参数辨识是提高电机质量的要求

电机作为驱动系统的重要组成部分，必须要确保它使用的合理性、安全性和可靠性。根据电机效率的计算公式，我们不难看出，电机的参数决定了电机的使用效率，二者之间的关系是密不可分的。生产生活中我们特别需要注意的是经过检修的电机，假如对于电机的参数变化考虑不周，忽略了电机参数变化对电机性能的影响，将故障检修后的电机直接投入使用，那么很有可能造成电机的运行成本变高的情况。

据专业人士估算，经过修理了电机它的电能利用效率下降了大约3%-5%，导致这个现象的原因是修理过程中电机的某些参数发生了变化。鉴于我国的基本国情，我们应当对此给予重视。我国目前是并且将来一段时间内仍将是一个发展中的大国，从宏观角度来说，我国自然资源储量丰富，位居世界前列。但我们切不可盲目乐观，只看到片面情况而忽略了整体把握。须知，我国人口总数约占世界总人口的1/5，庞大的人口基数造成我国人均资源占有量远低于世界平均水平。资源严重短缺已经是我国面临的最大问题之一，更令人忧心的是我国的能源利用效率十分低，只有发达国家的1/3到1/2，让人不禁咋舌。除却客观原因造成的影响，人们的主观原因造成的自然资源浪费情况十分严重，加剧了我国的能源危机。最新统计资料表明我国的能源利用效率远低于国际领先水平，能源密集型产品单位耗能较国际先进水平平均高出45个百分点，这些原因都直接导致了我国自然环境的严重破坏，资源枯竭问题愈发严重。发展节能环保型，资源节约型的绿色经济就是在这种背景下提出的。鉴于上述原因，生产生活中电机利用效率被越发关注，并逐渐演变为关系国计民生的重要问题。要想提高电机的利用效率能否获得准确的电机参数又是先决条件。所以，电机参数的辨识问题不仅仅是提高电机质量的要求，也关乎我国经济发展。

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