雙dsp在異步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)中應(yīng)用

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1、雙DSP在異步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)中應(yīng)用　　摘要本文從異步電機(jī)等效電路出發(fā)，結(jié)合電機(jī)自身特性，提出一種基于雙DSP控制系統(tǒng)，利用變頻器實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)離線參數(shù)辨識(shí)的方法。仿真和實(shí)驗(yàn)證明，該方法實(shí)用性很強(qiáng)，可以為無速度傳感器的異步電機(jī)矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制提供高精度的參數(shù)。關(guān)鍵詞雙DSP異步電機(jī)；參數(shù)辨識(shí)；等效電路中圖分類號(hào)：TM343文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671—7597（2013）031-049-02直接轉(zhuǎn)矩控制和磁場(chǎng)定向矢量控制能有效對(duì)于異步電機(jī)進(jìn)行高性能控制，因此目前應(yīng)用較為廣泛，但是異步電機(jī)的精確模型則是這兩種方法的必要條件。特別近年來異步電機(jī)的無速度傳感

2、器控制成了電氣傳動(dòng)領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。目前對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)的高性能的控制還存在一定問題，比如為了保證磁場(chǎng)的正確定向，如何精確確定相關(guān)的異步電機(jī)的參數(shù)等等。解決這種問題的一個(gè)方法就是參數(shù)辨識(shí)。這里主要通過異步電機(jī)參數(shù)離線辨識(shí)在逆變器供電情況下進(jìn)行分析，主要分析辨識(shí)參數(shù)包括轉(zhuǎn)子電感Lr、轉(zhuǎn)子電阻Rr、定子電阻Rs、勵(lì)磁電感Lm等等。1電機(jī)參數(shù)辨識(shí)方法研究1.1直流斬波實(shí)驗(yàn)6這里，通過變頻器給電機(jī)兩相定子繞組加高頻脈沖直流電壓，在得到所加電壓和測(cè)得電流的基礎(chǔ)上，然后可以通過歐姆定律求出定子電阻Rs。其中，T6管以一定頻率，一定占空比導(dǎo)通，而此時(shí)T1管一直導(dǎo)通，因

3、此，在電機(jī)A相和C相定子電子上就通過高頻脈沖直流電壓相加，B相為空。其中，T3管以一定頻率，一定占空比導(dǎo)通，而此時(shí)T6管一直導(dǎo)通，因此，在電機(jī)B相和C相定子電子上就通過高頻脈沖直流電壓相加，A相為空。要把電壓型逆變器當(dāng)作電流源，必須增加一個(gè)電流控制器，實(shí)現(xiàn)輸出電流恒定。首先令參考電流為額定電流的40%，當(dāng)電流恒定之后，對(duì)直流母線電壓U和輸出電流I采樣64次。同時(shí)，根據(jù)每個(gè)開關(guān)周期的占空比D，可以重構(gòu)出輸出電壓Uout。然后，又把參考電流變成了額定電路的80%，重復(fù)上邊試驗(yàn)。停止直流實(shí)驗(yàn)，分別計(jì)算U和I，利用最小二乘法的原理計(jì)算如下：采用增量法和最小二乘法可以

4、有效地消除固定誤差和高斯分布的隨機(jī)誤差，但是無法消除溫升和系統(tǒng)非線性帶來的誤差。利用矢量控制內(nèi)部的電流控制器，實(shí)現(xiàn)直流電流的控制。1.2單相短路實(shí)驗(yàn)方法與分析6漏感和轉(zhuǎn)子電阻Rr可以通過堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)或短路實(shí)驗(yàn)求出。經(jīng)FFT計(jì)算得到sinmIθ和cosmIθ，這里的電流的相位用θ表示，電流基波幅值用Im表示。電壓和電流的相位差也可以看作是θ，這是因?yàn)椴蓸与娏魇菑碾妷合辔粸榱銜r(shí)開始的。同時(shí)，可以根據(jù)設(shè)定的K值和直流母線電壓計(jì)算出電壓基波幅值Um，于是可以得到Um/2為每相電壓幅值大小，下式得到短路電抗和短路電阻計(jì)算方法。轉(zhuǎn)子電阻可以通過R中減去定子電阻的方法得到。試

5、驗(yàn)的方法并不能得到轉(zhuǎn)子電抗數(shù)值，這里認(rèn)為定、轉(zhuǎn)子電抗都為X/2，所以，可以計(jì)算得到相應(yīng)的定、轉(zhuǎn)子漏電感的公式如下：1.3空載試驗(yàn)方法與分析在電機(jī)的參數(shù)中勵(lì)磁電感Lm是磁通觀測(cè)和控制中用到的重要參數(shù)。但是Lm受鐵心飽和影響較大，因此準(zhǔn)確測(cè)量Lm是高性能控制的一個(gè)關(guān)鍵。既可以在電機(jī)空載旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行測(cè)量，也可以在電機(jī)完全靜止?fàn)顟B(tài)下測(cè)量。本文中Lm的辨識(shí)由電機(jī)空載實(shí)驗(yàn)得到。實(shí)驗(yàn)方法如下：采用VVVF程序，使電機(jī)在某個(gè)頻率點(diǎn)下穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)電流進(jìn)行采樣，和電壓重構(gòu)，計(jì)算出電機(jī)無功功率，進(jìn)而就可以計(jì)算出勵(lì)磁電感。為了求得等效電阻和電感，考慮無功消耗在電感上的表示，根據(jù)有功消

6、耗在電阻上方法來得到下式：1.4各種補(bǔ)償研究6在實(shí)驗(yàn)過程中，導(dǎo)致脈沖寬度與預(yù)期的寬度不一致，是由于IGBT的導(dǎo)通壓降、開關(guān)延時(shí)和死區(qū)時(shí)間都將對(duì)所發(fā)的電壓脈沖造成較大的影響的緣故，所以在程序設(shè)計(jì)中需要進(jìn)行補(bǔ)償。2雙DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用雙DSP并行工作的體系結(jié)構(gòu)是在綜合比較考慮各種數(shù)字信號(hào)處理器的性能之后的決定，這是因?yàn)闉榱烁皿w現(xiàn)雙DSP系統(tǒng)特點(diǎn)，其中包括，能有滿足復(fù)雜算法的實(shí)現(xiàn)的高速通用數(shù)據(jù)處理芯片TMS320VC33，以及電機(jī)控制領(lǐng)域中控制能力很強(qiáng)的芯片TMS320LF2407A等等。選用雙口RAM作為兩個(gè)DSP之間的數(shù)據(jù)交換和通信，能夠滿足系統(tǒng)的通信要求。

7、對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過程來說，為了避免存儲(chǔ)空間限制問題，從軟件和硬件兩個(gè)方面配合，盡量減少各種資源的消耗。6對(duì)于自于A/D轉(zhuǎn)換器的電壓、電流等模擬量來說，LF2407A的定時(shí)中斷處理程序能夠在雙口RAM的指定地址進(jìn)行數(shù)據(jù)保存，相關(guān)的數(shù)據(jù)還包括通訊口或者I/O口的指令、捕獲/正交編碼單元的電機(jī)轉(zhuǎn)速、位置等數(shù)據(jù)等等。數(shù)據(jù)觸發(fā)VC33的外部中斷則是用來通過VC33的信箱寫入操作完成。此時(shí)，LF2407A就可以處理其他中斷或者完成一些非實(shí)時(shí)的任務(wù)，即退出定時(shí)中斷而去進(jìn)行其他工作。雙口RAM的中斷請(qǐng)求提交后，VC33則進(jìn)行接收并響應(yīng)操作，在雙口RAM的指定地址中取出LF240

8、7A傳來的數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)定好的程序，這樣逆變器或者其他