ＭｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓＶｏ１．２８，Ｎｏ．２，２０１２ ——技术交流 微型电脑应用 ２０１２年第２８卷第２期 一 文章编号：１００７．７５７Ｘ（２０１２）２．００６２—０３ ，＿‘ ｊ电机矢量控制按转子磁链定向的参数辨识方法 王帅，韩兵 摘 一～ 建立了新 的电机旋转变换参数模型。由于这个模型包含了磁链定向的参数信息，利用该模型进行参数辨识 通过计算可以得到固定的磁 ，要：就异步电机旋转变换和转子磁链定向进行了分析，采用了同步旋转模型到按转予磁链定向的变换的方法链定向角。分析变换和计算机仿真结果说明该方案是有效的，为交流异步电机矢量控制磁链定向实现提供了新的途径。 关键词：交流异步电机；矢量控制；旋转变换；转予磁链定向；参数辨识 中图分类号：ＴＰ３９１．９ 文献标志码：Ａ ０引言 向角都是参加运算的数值量，但是在实际中这两个量都是 【）＿＿（０９１－（２） 寺‘ （４） 很难测量的，所以存矢量控制系统中采用检测交流电机的定子 电压、电流及转速等容易得到的物理量，利用转子状态观测器 来计算转子磁链模和空间位置。但是状态观测器估计的方法需 要得到己知电机的多项参数，估计需假设状态的初始条件，估 计误差较大存在 确定性。为了得到矢量控制系统按转子磁链 定向的方法，可以考虑采用参数辨识，并根据同步旋转变换实 现磁链定向。 Ｌ ｄｔ Ｊ ｌ 圭：ｏ－Ｌ ＬＪｉｌｌ ， ㈤ ．ｌ笋 一 怯。］ｒｕ ｍ１ 得 丸 ． 荽斟‘ ０ ＿．． ．．．．．．．．．．１ Ｒ一 １电机同步旋转变换模型 根据三相异步交流电机的动态数学模型，并采用３／２变换 和同步旋转变换的方法得到方程如下［ ］： 等 最Ｌ一 鲁 等 五 ｌ 南静￡ ． Ｉ ］ ㈩ （２） 可知按转子磁链定向时，电机模型得到了降阶，参数也是 明确的。已知ＰＷＭ电源矢量电压角频率时，实现同步旋转变 换较为容易，但按转子磁链定向比较困难，采用状态观测器估 计的方法需要已知电机参数，得到准确的估计值较为困难。由 于同步旋转变换的转子磁链与按转子磁链定向的磁链仅相差一 个固定的角度，将同步旋转模型与按定子磁链定向模型比较可 Ｌ ｄｔ ｊ ｌ ｏ￣－ Ｌ， 垒童 Ｌ Ｊ． 『Ｒ Ｌ；＋Ｒｒ￡ ＋ｌＩ 一＿ ■ ｌ ］ 墨生些 Ｊ Ｌ； ｊ ］＋ ］ Ｊ 以建立较为合适的定向方法。 ２电机参数辨识模型 于同步旋转变换的转子磁链与按转子磁链定向的磁链仅 其中 ， 为同步旋转 标系下的两相转孑磁链，ｌ ｉ 为同 ｓｄ 步旋转坐标系 的两相定子电流，Ｕｓｄ“ 为同步旋转坐标系Ｆ 的两相定子电 。Ｒ 定ｆ电阻，ＬＬ 转子电感和瓦感， ｒ，相差一个固定的角度，因此转子磁链 ， 与 满足旋转 生一——电机漏磁系数， ：生——转了电磁时间常数。 ：１阱 ｃｏ…ｓ￣ｏ－ｓ唧ｉｎ（ｏ］ Ｉ９／，］ ㈩ （８） ｊ｝日．当旋转变换按转 磁链定向时得到转子磁链和电压方程为 ｄｔ＝一 。寺 ㈩ ＩＬｄｉ ｔＪｌ —Ｉ ｌ袭ｏ－Ｌ ｃＬｏ Ｌ卦ｏＬ＇Ｌ 一ｆ￡Ｌ Ｊ ｌＣｓ ＯｉｎＳ 妒＃） —ｃ ｓ０ｉ ｎ妒Ｉｌ＿ ｊ０］ ｄｔ＋ ＋Ｌｊ ‘ ］＋Ｉ— ＩＩ “ ￣Ｌｕ，ｑ Ｊ 作者简介：Ｅ帅（１９８６一），男，上海交通大学自动化系，硕十研究生，研究方 现场总线控制，卜海，２００２４０ 韩兵（１９５８一），男一Ｌ海交通人学自动化系，副教授，硕士研究生导师，研究方向：现场总线系统、故障诊断与技术安全性 ・６２・ Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｖｏ１．２８，Ｎｏ．２，２０１２ 技术交流 （９） 微型电脑应用 ２０１２年第２８鲞 Ｌ ｄｔ Ｊ｛ｏ＂Ｌ Ｌ， ｄｉｔ Ｉ 一１ 童童 ｃｃｏ￡Ｌ， Ｌ ｏｉ． Ｌ ０ ｓｉｎｓ ｃｏ唧ｓｍ￣ｏ ］０“Ｌ ｏ０ ｊＩＬ Ｉ （ａ２－ａ３－２０９１）ｃｏｓ２￣＝ Ｌｍ轰ｓｉｎ２ 由 上式得到 ＋ ｌ＋ ｔＶ［ ｌ Ｊ。ｌ＋ ｌ 【“ ］Ｊ ０Ｌ Ｌ ｌ ａ２＋ ３－（ａ２一口３—２ｏＪ１）ｃｏｓ２￣ｏ＝（ａｌ—ａ４）ｔａｎ２ｑ￣ （１７） 口ｌ＋ ４以 以 ． ｌＩ— ２一 Ｒ Ｌ ＋Ｒ，Ｌ２ Ｌ （１８） ２ 。２ｃｏｓ２￣ｐ 去 代』 并根据变换 ｔ Ｊ ｌ砚 Ｌ， 缸 Ｌ ｌｏｓ 得］ ｗ ｌ “ 耐 ＋ ２∞。＝面Ｌｍ Ｌｍ‘ Ｌ ｄｌ陵Ｃ一生 。Ｏ。 斗…唧 ＋ ｉ … ∞ ＋甜 可以利用ＣＯｌ计算出 和其他参数，这样就可以实现按转予磁 链定向的矢量控制。 ＿ｌ＿ － 卜 ］ 一 ３参数辨识与仿真计算 电机模型为（１）和（１１）式，交流电机定子电阻 ：１．１２ｆ２， 定子、转子电感和互感 ＝１．ＯＨ，Ｌ：，－ｊ Ｊ直 ｌ“ ｊ ｄｉ ＝ ０．１２Ｈ，Ｌ ＝０．１２Ｈ， ｄｉ ｑ ｄｔ 。，＝一 电机漏磁系数 ：ｌ一８８，转子电磁时间常数 旦：０．上 Ｌ， ；± 观 Ｌ： （１２） ＝ ‘ ， ：０１２ ，按式（１１）得到电机模型参数如下： 去南ｃＴ ∞ Ｌ Ｔ ｏｓ 一去轰 矿Ｔ ∞ ｏ￡ Ｌ Ｌｎｚ ＋ ｍ （２０） ａＩ Ｌ万ｍ ｃ。ｓ （１３） ＋去轰ｏＬ＇ Ｌ ｓ， 妒 （１４） 将上述模型变换为 ｒ， ］ｒ， ］＋ 轰ｓｉｎ￣ｃｏｓ￣ｐ Ｌｍ Ｌｍ ｉ ｄ（ｆ）一ｉ （ｆ一 ）＝ （ｔ）Ｏ１ ｉ ｕ （ｔ）ｉ ￣（ｔ。。÷ 吐 Ｔ ∞ 轰ｃｏＬ Ｌ ｏｓ 妒 ＋ ｓｉｎ口ｃｏｓ口 ｏ＇ＬＬ Ｔ …Ｔ ）Ｉ＝［： ：］Ｉ ： ：＋ ｌ ：： Ｉｗ（ｆ）一ｆ （ｆ一７１） 破（ｆ） 卜Ｔ ｔ Ｔ ｌ』ｉｓｄ ｒ，ｆｆ ｒ，』“ ｒ ｔ Ｔ ｌ注意到 是未知的，但可以通过参数辨识的到参数 ｆ， ｄｆ ａ１，ａ２，ａ３，ａ４的估计值，由此得到： Ｏｉ＝［Ⅱｌ，ａ２，ｂｌＩＴ，Ｙｌ（ｆ）＝ｉｓｄ（ｆ）一ｆ Ｏ一 ） ｏ２：［口３，ａ３，ｂ１］ Ｙ２（ｆ）＝ｆ Ｏ）一ｆ Ｏ一７１） 去轰ｃｏｓ 一 采用递推最小二乘法，辨识参数得 Ｏｉ（ｔ）＝Ｏｉ（ｔ一１） 。ｓｉｎ２口： ｃｏｓ２ ０ｔ Ｌｒ （ （ｆ）一 （ｆ） （ｆ一１）） １＋ （ｆ） Ｐ（ｔ—１） （ｔ） ｉ＝１．２： Ｐ（ｔ—１） （ｆ） 一去去 Ｌｍ ｃｏＬｍ ＋ Ｌｍ ｎ ＋ｎｓ Ｌ ￣…ｓｉｎ２ 计算得Ｏｌ＝［口ｔ，口ｚ，ｂ ］ 口，一日，一２ｍ： ‘ — 一 Ｌ Ｔｒ ｏ２＝［口３，ａ３，ｂ１］ 由（１７）式得转子磁链定向角 。 ：＋ ，＝（ａ２－－ａｓ－２（ｏ￣）ｃ。ｓ２ ＋ Ｌ，． ｃｏＬ￣ｓｉｎ２ ４结论 ・６３・ ＭｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｖｏ１．２８，Ｎｏ．２，２０１２ 技术交流 微型电脑应用 ２０１２年第２８卷第２期 交流异步电机采用欠量控制方案可以得到良好的性能，矢 电动机无位置传感器矢量控制【ＪＪ．电工技术学 报，２０１０，１：５０．５７． 节 制 案的特点是需要按转子磁链定向，为了得到转＿『磁链 欠量所采 状态观测器的方法受到诸多限制。通过分析三相异 步电机旋转／叟换干¨转ｆ磁链定向的特点，采用同步旋转模 到 按转ｒ磁链定向的，叟换的方法建立了新的电机旋转变换参数模 ［３］郝双晖，唐梓力，郝明晖，刘杰．高速电机高精度伺服控制【Ｊ］ ｌ天津大学学报，２０１０，５：４１】一４１６． ［４］ 郭瑞，王庆贤．按转子磁链定向的矢量控制系统仿真研究［ＪＪ ．黑龙江科技信息，２０１０，９：４０—４１． 型。ｍ丁这个模犁包含了磁链定向的参数信息，可以利用该模 犁进行参数辨识，并通过计算得到固定的磁链定向角。分析变 换和计算机仿真结果说明该方案是有效的，为矢 控制的实现 提供Ｊ，新的手段。 ［５］ 陈中，顾春雷．基于Ｍａｔｌａｂ按转子磁链定向矢量控制系统的 仿真［Ｊ］＿合肥工业大学学报（自然科学版）， ２００９．９：ｌ ３３２—１ ３３４． 参考文献： ［１］阮毅，陈维钧；运动控制系统［Ｍ］北京：清华大学出版 社．２００６：ｌ９５—１９６． ［６】刘璇，刘忠举．基于转子磁场定向的直接转矩控制【Ｊ Ｊｌ船电技 术，２０ｌ １，２：２６—２９． （收稿日期：２０１１．１１．０９） ［２］祝晓辉，李颖晖，陈亚滨．基于非线性状态观测器的永磁同步 ￡ ￡６事ｃ ｃ６￥ ｃ６擎ｃ６擎ｃ ｃ６￥ｃ ｃ ￡６擎￡ ￡６ ｃ ｃ６事ｃ６事ｃ ￡ ｃ ｃ ６￥ ６擎ｃ６￥ｃ６擎ｃ ｃ６擎￡６￥￡６ ｃ ￡６亭ｃ ｃ ｃ ￡ ｃ ￡ （Ｉ 接第６１页） 蚁数日反而会影响效率。 （２）改进的蚁群算法具有搜索空问范围广、搜索效率高的特点。 ５结语 ：…誊 ０ ≯ｊ誊－＿ 一一一 要参数：ａ＝２，Ｂ＝２，ｐ＝Ｏ．２，ｍ＝４０。总的 产品拆卸规划包括拆卸序列的产生和拆卸序列的优化。本文考 虑剑拆卸任务的特点和拆卸零件的约束关系，以Ｐｅｔｒｉ嘲ｎｒ达陶为 拆卸模型，结合蚁群优化算法埘拆卸序列进行优化得到最仇戏近似 最优的拆卸序列。实践证明，该拆卸序列规划过 足Ｉｌ 确仃效的。 ４ 机前机身电子没旃舱Ｐｅｔｒｉ 町达图 参考文献： ［１］Ｌａｍｂｅ￣Ａ Ｊ Ｄ．Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｏｐｔｉｍｕｍ ｄｉｓａｓｓｅｍｂｌｙ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ＆Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ． ２００２，４３（３）：５５３—５７５ ②将已街剑的仃 可达图信息导入已编 弓殳ｆ的蚁 寻优算法 序【｝ｌ，对有 ”Ｊ达图进行寻优，子导到最优ｎＪ达 点序列，然后逆向 应川ｔ可达｝ 信息，得到被拆卸组件的优化序列。 ③针对小 １隋况Ｆ进行解的分析。 设置算法ｒ 的 ［２］Ｋａｎｇ Ｊ Ｇ，Ｘｉｒｏｕｃｈａｋｉｓ Ｐ．Ｄｉｓａｓｓｅｍｂｌｙ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｆｏｒ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ：ａ ｓｕｒｖｅｙ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ Ｐａｒｔ Ｂ－－Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍａｎｕｆａｃ・－ 达代次数为Ｎ＝２００，｛ＪＪ始信息素是根据式（５）甜钊， －ｆ 为秒。 似设¨ 拆卸机载设备的射频前端Ｐ６，利用蚁群算法程睁得到 的结果， １表３所 ：（ 化为秒） 表３拆卸组 ｝：Ｊ 歹４ ｔｕｒｅ ２００６ ２２０（１Ｏ１：ｌ６９７—１７１６ ［３】Ｌａｍｂｅｒｔ Ａ Ｊ Ｄ，Ｇｕｐｔａ Ｓ Ｍ．Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｕｍ ａｎｄ ｎｅａｒ ｏｐ— ｔｉｍｕｍ ｄｉｓａｓｓｅｍｂｌｙ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｒｏ— ｄｕｃｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００８，４６（１ １）：２８４５—２８６５ ［４］Ｍｏｏｒｅ Ｋ Ｅ，Ｇｕｎｇｏｒ Ａ Ｐｅｔｒｉ ｎｅｔ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｄｉｓａｓｓｅｍｂｌｙ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｗｉｔｈ ｃｏｍｐｌｅｘ ＡＮＤ／ＯＲ ｐｒｅｃｅｄｅｎｃｅ ｒｅｌａ— ｔｉｏｎｓｈｉｐｓ［Ｊ］．Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００ ｌ， ｌ ３５ｆ２１：４２８—４４９ ［５］Ｄｏｎｇｍｉｎｇ Ｚｈａｏ，Ｌｉａｎｇ ｌｕｏ，Ｋａｉ Ｚｈａｎｇ．Ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｎｔ ｃｏｌｏｎｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｒｏｕｔｉｎｇ ｐｒｏｂ— 这３组觯均为最优解，拆卸时问均为ｌ５２０秒，为最少依据图ｌ ｌｅｍ［Ｊ］．Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ， ２０ｌ０， ５２（１ １—１２、：１９７６—１９８１ 所 ，赴Ｉ１１确仃放的。 小文针对 Ｉｉ ｄ的蚂蚁数｝１分别测试了基小蚁群算法和改进的蚁 样 法的 Ｈ：能，参数ｎ勺测试集合为ｍ∈｛１Ｏ，２０，３０，４０，５Ｏ，６Ｏ｝，结果， 如ｌ ５所小： 【６】Ａｑｒａｗａｌ Ａｎｉｌ Ｋｕｍａｒ，Ｂｈａｒｄｗａｊ Ｐｒａｂｈａｓ，Ｓｒｉｖａｓｔａｖａ Ｖｉｖｅｋ．Ａｎｔ ｃｏｌｏｎｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｒ ｆｇｒｏｕｐ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｐｐｌｉｃａ— ｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈ— ｎｏｌｏｇｙ，２０１ １，５５（５Ｉ８）：７８３—７９５ ［７］张金标，陈科．并行设计任务调度的自适应蚁群算 Ｊ１．计算 翟 ｝ ． 。 ． 向ｌ ｝ ： 一 ，： ：： ． 机辅助设计与图形学学报，２０ｌ０，２２（６）：１０７０—１０７４ 『８１刘佳，刘毅．基于优先关系的飞机机载设备维修拆卸ｃＰＮ模型 Ⅲ．计算机辅助设计与图形学学报，２０１ｌ，２３（２）：３２３—３３０＋３３８ ［９］段海滨．蚁群算法原理及其应用［Ｍ］．北京：科学出版社， ２００５ ： ５蚁 人小 Ｊ搜索－ ｌＪ、迭代次数和坡优路托信息采均他的ｌ天系 分析 验仃关的数 ，仃如卜罩：要特点： （１）较人规帧的 蚁种 能防Ｉ …现Ｊ口ｊ 最优 ，似过多的虫『５ ・６４・ （收稿日期：２０１１．１１．１７）