解線性方程組的tdma算法在cfd中的應(yīng)用 -- -- 科 …

1、基于最小二乘法的異步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)-- -- 科學(xué)計(jì)算選講結(jié)課報(bào)告,報(bào)告人：侯曉鑫 研究方向：電機(jī)控制 成員： 侯曉鑫 1013203004 黃艷平 1013207062,一、提出問(wèn)題,20 世紀(jì) 70 年代磁場(chǎng)定向原理的提出，使得交流傳動(dòng)的矢量控制技術(shù)理論上可以達(dá)到與直流傳動(dòng)相近的動(dòng)、靜態(tài)性能。然而異步電

2、機(jī)矢量控制需要對(duì)轉(zhuǎn)子磁鏈進(jìn)行準(zhǔn)確的觀測(cè)以實(shí)現(xiàn)對(duì)定子電流和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的定向控制，這就要求得到精確的電機(jī)參數(shù)，這些參數(shù)受溫度、集膚效應(yīng)和磁通飽和等影響，導(dǎo)致磁鏈觀測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確，使得實(shí)際的矢量控制效果難以達(dá)到理論分析的結(jié)果。因此很多學(xué)者致力于電機(jī)參數(shù)辨識(shí)的研究。,,一、提出問(wèn)題,異步電機(jī)在兩相坐標(biāo)系里的狀態(tài)方程，通過(guò)檢測(cè)電機(jī)的定子電壓、電流和轉(zhuǎn)速信號(hào)，而不需要轉(zhuǎn)子磁鏈信號(hào)，利用最小二乘法對(duì)參數(shù)進(jìn)行遞推算法，進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，該方法僅利用電機(jī)的定子電

3、壓、電流和轉(zhuǎn)速信號(hào)，而不需要轉(zhuǎn)子磁鏈信號(hào)，這樣通過(guò)觀測(cè)得到的磁鏈就不會(huì)影響辨識(shí)的準(zhǔn)確性，消除了參數(shù)計(jì)算和磁鏈觀測(cè)之間存在的耦合，能夠提高系統(tǒng)的控制精度。,二、電機(jī)數(shù)學(xué)模型的最小二乘法形式,兩相靜止坐標(biāo)系下電機(jī)數(shù)學(xué)模型：其中：,,（1）,,,（2）,（3）,（4）,二、電機(jī)數(shù)學(xué)模型的最小二乘法形式,如果直接由上式變換成最小二乘標(biāo)準(zhǔn)形式對(duì)電機(jī)參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，則需要知道轉(zhuǎn)子磁鏈ψrα和ψrβ ，這兩個(gè)量不能直接測(cè)量得到，而是由

4、磁鏈觀測(cè)或狀態(tài)估計(jì)得到需用到電機(jī)定轉(zhuǎn)子參數(shù)，從而使得轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)和定子參數(shù)估計(jì)出現(xiàn)相互耦合，影響參數(shù)估計(jì)的準(zhǔn)確性。為消除轉(zhuǎn)子磁鏈項(xiàng)，上式（1）（2）可以變換為如下形式：,,,二、電機(jī)數(shù)學(xué)模型的最小二乘法形式,,,,,,（5）,（6）,二、電機(jī)數(shù)學(xué)模型的最小二乘法形式,由上式可以看出，如果電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定或只有小的變化時(shí)可以認(rèn)為 ，將上式改寫(xiě)成矩陣的形式：上式是一種連續(xù)時(shí)間模型，需要對(duì)其離散化得到遞推計(jì)算公式。

5、離散化的模型為：,,,(7),二、電機(jī)數(shù)學(xué)模型的最小二乘法形式,上式就是電機(jī)模型的標(biāo)準(zhǔn)最小二乘法形式，根據(jù)此式就可以對(duì)電機(jī)的一些參數(shù)進(jìn)行遞推計(jì)算。,,,(8),三、電機(jī)參數(shù)的最小二乘法遞推算法,,對(duì)一個(gè)單輸入輸出的線性系統(tǒng)，其系統(tǒng)的最小二乘法的標(biāo)準(zhǔn)形式可以描述為：,其中系統(tǒng)輸出序列：,（9）,,待辨識(shí)參數(shù)：,系統(tǒng)輸入序列：,三、電機(jī)參數(shù)的最小二乘法遞推算法,,,（10）,根據(jù)式（8）對(duì)電機(jī)參數(shù)進(jìn)行遞推計(jì)算的具體算法如下：,,,（1）根據(jù)

6、已經(jīng)測(cè)得的第一組數(shù)據(jù)，計(jì)算 和 的初值,其遞推算法如下：,（11）,（12）,——零均值,三、電機(jī)參數(shù)的最小二乘法遞推算法,其中，,,（2）由實(shí)測(cè)的輸出值和 修正系數(shù),三、電機(jī)參數(shù)的最小二乘法遞推算法,其中，,（3）計(jì)算新的定轉(zhuǎn)子參數(shù),其中，,（4）計(jì)算 時(shí)刻的,在下一個(gè)時(shí)刻計(jì)算參數(shù)時(shí)，不再需要算 和 的初值，而是直接從第2步開(kāi)始，以后每次對(duì)參數(shù)

7、的遞推計(jì)算通過(guò)重復(fù)2、3、4步驟即可實(shí)現(xiàn)。,四、仿真與實(shí)驗(yàn)分析,利用Matlab語(yǔ)言編寫(xiě)了一個(gè)M-FILE函數(shù)文件，進(jìn)行參數(shù)的遞推計(jì)算仿真。按照上述的算法可以對(duì)參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，按公式計(jì)算得到定子電阻、轉(zhuǎn)子電阻和定、轉(zhuǎn)子電感。認(rèn)為定子電感等于轉(zhuǎn)子電感，電機(jī)實(shí)際參數(shù)為定子電阻 ，轉(zhuǎn)子電阻 ，定轉(zhuǎn)子電 感 。,圖1 電機(jī)定子電阻辨識(shí)結(jié)果,四、