基于軟測量技術(shù)的電機綜合參數(shù)檢測系統(tǒng).pdf

1、隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展與提高，電機與工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系變得越來越密切，對電機控制的要求也變得越來越高，而控制系統(tǒng)的性能很大程度上取決于對電機參數(shù)的準確測量，但實際運行過程中因受環(huán)境、工況等條件的影響導致某些參數(shù)無法或難以用常規(guī)儀器直接測量。因此，如何準確快速的辨識出電機的相關(guān)參數(shù)以保證控制系統(tǒng)的良好性能，一直以來都是電機控制領(lǐng)域研究的熱點。
　　 軟測量技術(shù)的出現(xiàn)，為工業(yè)過程中一類難以在線測量的過程變量的檢測問題提供了很好的思想和手

2、段。它通過選擇另外一些易測的輔助變量，進行某種數(shù)學關(guān)系的構(gòu)造后，實現(xiàn)了對主導變量的推斷和估計，因而很好的解決了這一類難以在線測量的過程變量的檢測問題。因此，本論文以交流電機為研究對象，設(shè)計和開發(fā)了一套以單片機、虛擬儀器以及軟測量的相關(guān)算法為核心的電機綜合參數(shù)檢測系統(tǒng)。論文主要從以下幾個方面展開了研究:
　　 1、針對軟測量的相關(guān)算法問題，介紹了軟測量技術(shù)的基本原理以及建模的基本方法，包括機理建模、神經(jīng)元技術(shù)、主元分析、部分最小二

3、乘、系統(tǒng)辨識和優(yōu)化算法等，詳細分析了系統(tǒng)辨識及其在軟測量技術(shù)中的應(yīng)用，并通過比較選出了最適合的方法展開進一步的應(yīng)用研究。
　　 2、針對建模與系統(tǒng)辨識問題，從三相靜止坐標系下的電機模型出發(fā)，闡述了兩相靜止坐標系和同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的電機數(shù)學模型，分析了電機運行過程當中待測參數(shù)與可測參數(shù)之間的非線性函數(shù)關(guān)系，通過坐標轉(zhuǎn)換的方法建立了電機的穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型，利用最小二乘遞推算法實現(xiàn)了對電機定子電感、轉(zhuǎn)子時間常數(shù)、漏感系數(shù)等參數(shù)的在線辨識，

4、最后通過MATLAB進行仿真，仿真結(jié)果證明了該方法的可行性。
　　 3、針對檢測系統(tǒng)硬件實現(xiàn)問題，設(shè)計了一種以C8051F340單片機為核心的硬件測試系統(tǒng)，并詳細介紹了包括中央處理器MCU模塊、測量模塊、顯示模塊和通訊模塊等各硬件平臺的功能和實現(xiàn)方式。即以C8051F340單片機作為中央處理器構(gòu)成主控電路將DSP芯片和各傳感器檢測所得的信號進行數(shù)據(jù)處理后，至液晶屏進行實時顯示，并通過USB網(wǎng)絡(luò)與PC上位機軟件進行通訊。
　

5、　 4、針對檢測系統(tǒng)上位機軟件的設(shè)計問題，開發(fā)了一種基于LabVIEW虛擬儀器的人機交互系統(tǒng)，在計算機上實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時采集、圖表顯示、數(shù)據(jù)存儲與處理、歷史數(shù)據(jù)分析及打印等功能。
　　 5、在上述研究的基礎(chǔ)上，將軟硬件結(jié)合在一起，對系統(tǒng)進行整體的調(diào)試。實驗結(jié)果表明，基于軟測量技術(shù)的電機參數(shù)檢測系統(tǒng)，在完成電機常規(guī)參數(shù)檢測的同時，還實現(xiàn)了使用常規(guī)儀器無法或難以直接測量的參數(shù)檢測，并且經(jīng)實驗測試，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，可靠性高，兼容性強，