基于改进模型的异步电机最小二乘参数辨识

针对以往异步电机最小二乘法参数辨识模型复杂的缺点,在转子磁场定向的矢量控制基础上,在同步旋转轴系下对电机的电流矢量、电压矢量以及磁链矢量进行解耦,建立电机的数学模型,经过线性化,得到了用于递推最小二乘参数估计的线性化模型。该模型简单实用,在电机暂态过程中只需要求出电流的一阶导数,而以往的静止坐标系下的模型需要得到电流的二阶导数,存在计算量大、误差较大的缺点。电机运行进入稳态电流的导数为零,通过计算即可得到电机的参数。采用二阶巴特沃思滤波器对电流进行滤波,避免了高次谐波和噪声的影响。并运用改进欧拉方法对巴特沃思滤波器的状态方程进行求解,无需对电机模型的一阶导数项进行离散化处理,便可得到滤波后的电流和电流的一阶导数,简化计算的同时提高了计算精度。本算法在DSP控制系统上进行了实验,结果证实该算法收敛速度快、精度高,可以准确得到电机的参数。     

基于瞬时无功功率的异步电机矢量控制在线参数辨识

受现场工况的影响,异步电机在运行过程中参数会发生改变,导致矢量控制定向失准、系统性能下降。考虑到电机的电流模型需要使用互感Lm和转子时间常数Tr参数,利用瞬时无功功率构造在线参数辨识的自适应率,对其进行在线辨识。当系统处于有载状态时辨识,无载状态时辨识。仿真结果证明该方法不受定子电阻的影响,是切实有效的。     

磁悬浮系统的模型参数辨识研究

为提高磁悬浮系统建模的准确性,对磁悬浮系统开展模型参数辨识研究。在建立系统数学模型的基础上,为简化分析问题的复杂度,采用电流环技术对系统进行降阶,加快电流的响应速度,从而把系统分解为2个独立的部分,即动力学部分和电气部分,并求出了动力学部分和电气部分的线性回归方程。通过试验证明了辨识方法的有效性。     

考虑铁耗的异步电机状态观测器设计及关键参数辨识研究

基于损耗模型的效率优化控制方法因其物理意义明确、寻优速度快等优点而得到广泛应用,然而该方法对损耗模型中的电机参数较为敏感,要提高优化效果,需要准确实时获取损耗模型中相关参数。对基于损耗模型的效率优化算法中关键参数辨识进行研究,设计考虑铁耗的牵引电机状态观测器,为了提高观测速度和系统的鲁棒性,进行基于反馈矩阵的极点配置,设计基于稳定性定律的关键参数自适应辨识算法,并进行实验验证。     

直流电动机及直流调速系统的参数辨识

依据系统或环节的输入输出特性，应用最小二乘法，即可获得系统或环节手内部参数，经系统领导具结果验证，所获得的参数具有较高的精度，该方法简便易行。     

基于数据驱动的磁浮列车悬浮系统参数辨识

在长时间运作过程中,由于零部件发生磨损和替换等,磁浮列车悬浮设备的物理参数存在不准确的问题,从而导致悬浮控制的鲁棒性下降。为进一步修正及校准,采用基于线性递减惯性权重的改进粒子群优化算法对悬浮设备的悬浮物质量、磁极面积和线圈匝数等关键参数进行辨识。以中低速单点悬浮试验台为研究对象,结合实时仿真系统DSPACE搭建半实物仿真平台,采集悬浮间隙、垂向加速度和励磁电流的闭环时间序列。根据悬浮系统非线性模型,结合电流和加速度等实测序列及参数估计值计算间隙估计序列,以实测值与估计值的均方误差最小化为目标迭代寻优得到全局最优解。此外,将非线性模型变换为线性回归方程形式,应用最小二乘法对上述参数进行辨识。通过分别引入2种算法的辨识结果,基于同一组PID控制参数建立悬浮系统非线性仿真模型来模拟悬浮试验台的控制过程,结果表明：应用改进粒子群算法所得参数的模型输出序列更贴近实测间隙序列,说明改进粒子群算法的辨识结果更为准确。该结果对修正磁浮列车悬浮系统非线性模型及提供可靠的悬浮系统动力学响应分析具有现实意义。     

轨道交通车辆模态参数辨识方法研究

运用子空间辨识数值算法直接辨识出轨道交通车辆动力学系统的状态方程,对系统矩阵进行特征值分解后获得模态频率和阻尼比,运用稳态图来确定系统的物理极点,最后获得所识别系统的模态参数。利用此法,对轨道交通车辆垂向仿真模型进行了模态参数辨识研究。研究结果表明:如以轨道不平顺作为车辆输入、以车体和构架的位移响应作为系统输出进行辨识,则即使在噪声信号较大时,仍能获得良好的识别效果;运用仿真模型的加速度输出信号进行辨识时,车辆模态参数的识别精度受噪声影响很大;当噪声信号为原信号的5%时,以构架加速度作为输入、车体振动响应作为输出,仍能有效地识别车体的模态参数。     

永磁同步电机离线参数辨识方法研究

通过采用直流伏安法辨识电机定子电阻参数,采用高频注入法和脉冲电压法辨识电机定子电感参数,并对电感参数的2种辨识方法进行了分析和比较,分析永磁同步电机的数学模型,推导出了离线辨识永磁体磁链方法。仿真和试验结果验证了离线辨识定子电阻、定子电感和永磁体磁链方法的有效性。     

高速列车模型参数辨识及控制研究

针对高速列车模型参数时变、非线性、高阶复杂等特点,提出了基于特征模型的高速列车二阶系统最优化PID控制方法。特征模型和原动力学模型在输出上是等价的,不需要考虑列车实际的物理特性,将模型简化,降低了模型的复杂度。首先对列车进行基本动力学分析,由高速列车一般单质点动力学模型推导建立特征模型。然后采用梯度矫正辨识算法对模型慢时变参数进行辨识优化,通过辨识仿真得到的估计值和模型值对比,进一步来验证特征模型时变参数对模型精确度的影响。最后,通过设计最优控制器和最优PID控制器,对列车速度和位置进行误差跟踪控制,得到两种控制器下的误差跟踪仿真结果,通过采用稳态误差、超调量和调节时间三项系统参数进行结果对比,说明了最优PID控制器的控制效果更加良好,也由此说明特征模型对控制器的设计是有效的。     

异步电机滑差控制调速系统的研究

本文介绍了一种交—直—交变频调速系统,由电流源逆变器构成的主电路简单可靠,控制系统采用CMOS数字电路构成主要逻辑电路,参数可方便地调整。实验表明,本系统能容易地实现恒力矩起动和恒功率运行。     

一种轨道交通牵引系统直流母线电容参数辨识方法

为减少城轨列车非计划故障停车,实现列车故障诊断、故障预测和健康管理,提出基于信赖域算法的直流母线电容参数辨识方法,并结合金属薄膜电容器失效机理提出了一种故障诊断方法.利用TMS320F28335控制器实现,经牵引测试平台试验验证,误差小于3％.     

动车组列车制动系统的Hammerstein模型及其参数辨识方法

针对动车组列车制动系统的非线性及其在ATO中的重要性,从控制和动力学角度提出动车组列车制动系统的Hammerstein模型。根据制动指令信号的流向介绍动车组列车制动系统的工作过程;分别考虑系统各环节,用经过曲线拟合得到的静态非线性函数描述动车组列车制动特性表,用延时环节描述制动指令信号传输和制动控制器动作的延时,用两个一阶线性环节分别描述制动力反馈调节过程和动车组列车减速度冲动缓解过程,提出动车组列车制动系统的Hammerstein模型;并介绍了思维进化算法辨识模型参数的方法。最后以CRH2型动车组为仿真对象验证模型和参数辨识方法的有效性。     

跨座式单轨走行轮胎模型参数辨识研究

鉴于魔术公式轮胎模型能够较准确地描述轮胎特性,为获取跨座式单轨走行轮胎的魔术公式轮胎模型,采用Tire Data Fitting Tool模块和遗传算法相结合的方法进行魔术公式参数辨识。利用Tire Data Fitting Tool模块辨识出粗糙参数,再利用遗传算法辨识出精确参数。基于参数辨识获得的魔术公式轮胎模型计算出的轮胎力结果与仿真数据相关性好。研究成果为跨座式单轨车辆动力学分析提供了有效的轮胎模型。     

基于运行模态参数辨识的客车运行平稳性研究

针对装用SW—160型转向架提速客车低频晃动的问题,笔者在线实测了该型客车车体及转向架振动加速度,并运用随机子空间辨识算法对车体的刚体振动模态进行了辨识。辨识结果表明,车体的下心、上心滚摆和摇头振型的阻尼比偏低,车体下心滚摆被激起后,不能有效衰减,这是造成车体低频晃动的重要原因之一。采用新的SYS550E空气弹簧及将二系横向减振器的阻尼系数提高至60 kN.s/m后,重新进行了测试分析。分析结果表明,采用新型空气弹簧及提高二系横向减振器的阻尼系数后,车体的下心滚摆频率有所下降,而其阻尼比得到明显提高。通过功率谱分析可知,车体的低频振动得到有效抑制。     

城轨列车制动模型及参数辨识

列车制动模型是设计ATO精确停车控制策略的依据.本文通过分析城轨列车制动系统的构成、特性及其和驾驶员的接口,从面向控制的角度提出适合控制器设计的制动模型以及模型参数的辨识方法.现场实验表明:该模型能够较好描述城轨列车制动系统的动态特性,并且基于该模型的自动停车控制系统在实验中也取得了满意的性能.     

基于模型参考自适应的永磁同步电机在线参数辨识方法研究

为实现用模型参考自适应(MRAS)对永磁同步电机(PMSM)参数进行在线辨识,建立了参考模型与可调模型,将两模型输出的差经过自适应机构,并通过合适的自适应率来实时调节可调模型中的待辨识参数,最终使得可调模型中的待辨识参数收敛到一个正确的值,从而得到要辨识的电机参数。仿真和试验结果表明,基于MRAS的在线参数辨识算法可以准确、实时地辨识出永磁同步电机的定子电阻、电感和永磁体磁链。     

基于三相异步感应电机数学模型的在线参数辨识技术研究

三相异步感应电机矢量控制的关键在于磁场定向,而影响磁场定向的重要因素之一是电机参数转子电阻。为解决矢量控制动态性能对转子电阻的依赖问题,对三相异步感应电机转子电阻在线辨识技术进行了研究。建立感应电机数学模型,根据电机模型的数学表达式,提出了转子电阻的在线辨识方法,根据电机模型的等效电路图,推导了迭代求解转子电阻的数学表达式,在迭代求解过程中,以电机变量空间矢量图中的转子电阻电压和电流的平行关系作为判定计算结束的标志,得以准确求解转子电阻值。试验结果表明,该方法可有效地在线辨识转子电阻,计算简单,辨识精度高,符合工程应用需要。     

用于NARMAX参数辨识的一种神经网络方法

本文提出一种适合于ＮＡＲＭＡＸ参数辨识的神经网络模型和相应的训练算法，该模型能直接辨识ＮＡＲＭＡＸ参数，结构简单，辨识率高。为非线性系统的参数辨识和模态分析提供了一种有效的方法，仿真结果表明，文中所提出的神经网络方法和相应的算法是有效的。     

NPC三电平容错逆变器异步电机驱动系统FCS-MPTC

针对异步电机(IM)驱动系统中NPC型三电平逆变器的某桥臂故障问题,提出一种三相八开关容错逆变器(TPESFTI)控制策略。通过搭建拓扑结构和输出电压模型发现TPESFTI存在直流侧电容电压不平衡的问题,基于此又提出由于延迟补偿的有限控制集模型预测直接转矩控制(FCS-MPTC)策略。FCS-MPTC策略能够利用其目标函数的非线性约束项来抑制母线电容分压不均衡、同时考虑模型控制的运算量和系统迟延等不利影响。通过进行仿真验证,研究结果表明:该控制策略能够确保系统稳定可靠运行,具有良好的动态性能,且有效地抑制母线电容分压不均对系统的影响,验证所提控制策略的可靠和有效性。     

摆式列车倾摆伺服控制系统辨识方法仿真研究

针对摆式列车倾摆伺服控制系统的原理及特点,应用不同的辨识方法对倾摆伺服控制系统进行辨识,并对各种方法辨识结果进行比较。仿真试验结果表明:当考虑倾摆控制系统的非线性时,神经网络方法能很好地辨识出倾摆伺服控制系统的动态特性,解决倾摆伺服控制系统辨识中的非线性问题,而其它方法较差。