【摘 要】
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近年来,永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）因效率高、运行稳定等优点被广泛应用于高精度的大口径望远镜驱动平台,然而电机的电气参数（电阻、电感、磁链）容易受到温度及外部工况等因素的影响产生变化使电机控制器无法根据参数变化动态调节,从而导致电机控制系统稳定性下降。为了保证望远镜驱动平台的精度及稳定性,需要PMSM控制系统具备辨识电阻、电感、磁链
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近年来,永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）因效率高、运行稳定等优点被广泛应用于高精度的大口径望远镜驱动平台,然而电机的电气参数（电阻、电感、磁链）容易受到温度及外部工况等因素的影响产生变化使电机控制器无法根据参数变化动态调节,从而导致电机控制系统稳定性下降。为了保证望远镜驱动平台的精度及稳定性,需要PMSM控制系统具备辨识电阻、电感、磁链的功能,因此本文研究的重点是在电机矢量控制的基础上进行多参数辨识算法的研究。本文首先介绍了永磁同步电机的结构及数学模型,分析对比磁场定向矢量控制和直接转矩控制在望远镜驱动平台中的优缺点,最终选择4)=0的矢量控制策略,并搭建矢量控制仿真模型,从负载突变和转速突变两个角度对电机控制系统的动态性能和稳定性能进行分析,为后文参数辨识奠定基础。其次,分析了一些影响电机参数变化的因素;推导了传统模型参考自适应（Model Reference Adaptive System,MRAS）算法对电机参数在线辨识的原理,并根据Popov超稳定理论设计辨识的自适应律,发现传统MRAS只能辨识出两个及以内的参数量,当辨识三个参数时会因电压状态方程矩阵欠秩导致辨识结果发散的问题。基于此,本文尝试提出将梯度下降法与MRAS相结合的分段辨识改进算法,在电流环计算周期内采用梯度下降法辨识电感参数,然后代入速度环中MRAS模块辨识电阻和磁链,并选取合理的标量值(6,(8进行修正;在矢量控制的基础上搭建辨识算法模型,仿真结果表明在负载扰动的情况下改进算法算法不仅有效解决方程欠秩的问题,能实时辨识出电机三个参数,还将辨识精度提高到5%以内,满足望远镜驱动平台稳定性需求。最后,进行电机辨识系统的设计。搭建了基于TMS320F28335的硬件实验平台,对CCS软件编程及控制算法流程进行说明,并利用Py Qt编写上位机软件程序实现人机交互;在永磁同步电机对拖试验平台进行参数辨识的验证,实验结果表明在负载扰动的情况下改进算法相对于传统MRAS有效解决方程欠秩的问题,提高了待辨识量数目和精度,为望远镜驱动平台的稳定性提供了必要条件。
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