Идентификация параметров двигателя постоянного тока с независимым возбуждением на основе разностных схем с использованием датчиков напряжения, тока и скорости

Боловин Е.В.

Студент, Кафедра Электропривода и Электрооборудования, Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет, Томск, Россия

Реферат

В данной статье будет представлена методика идентификации параметров двигателя постоянного тока с независимым возбуждением с использованием информации, получаемой с датчиков тока, напряжения и скорости.

Ключевые слова: двигатель постоянного тока, разностные схемы, идентификация

Введение

Эффективное управление двигателями возможно лишь, если известны текущие значения их параметров. Но, зачастую определить параметры либо невозможно, либо крайне сложно. Соответственно, остро встает вопрос об идентификации их параметров.

Идентификация параметров двигателя постоянного тока

Рассмотрим динамический объект второго порядка, а именно двигателя постоянного тока с независимым возбуждением (ДПТ НВ).

Запишем систему дифференциальных уравнений (СДУ) описывающих двигатель

(1)

где с – коэффициент связи между ЭДС якоря и скоростью ДПТ НВ, – напряжение, приложенное к якорю двигателя, – ток якоря, – скорость вращения якоря ДПТ НВ, – момент нагрузки, приложенный к валу двигателя, – эквивалентный момент инерции.

В СДУ первое уравнение – уравнение электрического равновесия, составленное по второму закону Кирхгофа, второе – уравнение движения двигателя.

Для получения оценок сопротивления и индуктивности якорной цепи дифференциальное уравнение (1) преобразуем к виду

(2)

Затем с учётом интервала дискретизации по времени измерительной системы перейдём от ДУ к системе РУ относительно текущего и предыдущего моментов времени при условии постоянства оценок сопротивления и индуктивности и запишем в матричном виде

(3)

где , – токи, , – производные токов, , – напряжения, , – угловые скорости вала ДПТ НВ на текущем и предыдущем шагах соответственно.

Решением уравнения 3 будет:

(4)

На основании уравнения движения (1) найдём оценки момента сопротивления на валу ДПТ НВ и момента инерции . Для этого преобразуем уравнение к виду

(5)

С учетом замечаний, приведённых при выводе системы РУ (3), составим по уравнению (5) систему РУ для оценок и

(6)

Вектор оценок на текущем интервале дискретизации по времени

(3.10)

Заключение

Представлена процедура составления разностных уравнений для идентификации параметров двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Данная процедура может быть применена к двигателям с DSP-контроллерами.