用迭代最小二乘法辨識異步電動機漏抗
李紅梅,李忠杰
(合肥工業大學,安徽 合肥 230009)
摘要:提出了迭代最小二乘尋優法辨識異步電動機漏抗的數學模型,采用matlab語言編寫了通用計算程序,估算鼠籠型異步電動機t型等效電路中的定、轉子漏抗。該方法具有較高的計算精度、計算時間短及定、轉子漏抗
初值的變化對算法精度影響不大的特點。
關鍵詞:迭代最小二乘法;異步電動機;漏抗;算法精度
中圖分類號:tm343 文獻標識碼:a 文章編號:1001-6848(2000)04-0016-03
1 引 言
異步電幼機可以通過空載實驗和短路(堵轉)實驗來測定其參數,但是要把定、轉子漏抗分開是十分困難的,常常假設兩者折合值相等。隨著電動機調速和控制系統的發展,對被控電機的參數提出了新要求。它不但要求參數測得準,而且要符合實際運行情況,因而采用堵轉實驗求取異步電動機的漏抗,很難滿足控制系統的精度要求。
國內已有一些學者發表過用最小二乘法辨識異步電動機參數的論文,在空載實驗和短路實驗的基礎上,再通過直流衰減法實驗獲取一組初始數據,用加權最小二乘法估算異步電動機定、轉子漏抗[1],該方法是否收劍與參數初始值、阻尼因子及增益矩陣有關。而參數初始值、阻尼因子及增益矩陣的選擇須用試探法或憑經驗決定,計算非常費時,給實際的工程運算帶來不便。本文提出了迭代最小二乘尋優法辨識異步電動機漏抗的數學模型,并用matlab語言編寫了通用計算程序,在空載和短路實驗的基礎上,再通過工頻下異步電動機在不同轉差下的工作特性實驗獲取一組已知數據,估算鼠籠型異步電動機t型等效電路中的漏抗,較準確地辨識出異步電動機的定、轉子漏抗值。另外,定、轉子漏抗初值選取較易,可以直接選定、轉子漏抗初值(x是短路電抗),同時比較了初值變化對算法精度的影響,發現初值變化對算法精度影響不大。
2 迭代最小二乘法辨識異步電動機漏抗的數學模型
由空載和堵轉實驗可定出四個參數:定子電阻ri、轉子電阻rz(已折合)、激磁電阻r激磁電抗x。,利用t型等值電路,求得定子入端導納為:
由定子人端電壓、電流功率表及轉速表的讀數,可直接求出對應每一個轉差率5的導納。假定共獲得規組數據,于是按曲線擬合的最小二乘估計
誤差,作為規劃問題的目標函數為:
對于式(2)這樣的非線性規劃問題,就是要尋找一組變量x1和x2,使得(3)式成立:
可用對式(3)求導數的方法取得極值點zf和zf,即令:
雜函數,聯立式(4)求解出xf有一定的難度。由式(1),在一定的轉差率s下,導納的實部p和虛部q只是變量x=[xl,x2]t的函數。故將p和q在近似極值點xo=[x1.z!]t鄰近展成泰勒級數,并取其前3項后得:
在x=xo點的偏導數值。將式(5)帶入式(4),得出用迭代最小二乘法辨識異步電動機漏抗的數學模型為:
求解式(6)線性方程組可得到  下一次的迭代初始值為:  |