利用Simulink Design Optimization估计直流电机参数

理论电机模型

关键参数解释

利用simulink建立电机模型

关键器件

旋转机电转换器(电气信号转机械信号)

功能 :在电气和机械旋转域之间提供接口。如果通过电端口的电流和电压为I和V,并且通过机械端口的转矩和角速度为T和w,则

T = K * I

V = K * w

用此模块充当转矩/反电动势

参数 :比例系数K

理想机械转动惯量

**功能:**代表电机的转动惯量

**参数:**转动惯量I

影响电机模型的关键参数

目标

我们默认影响电机性能的参数:I R L K均是1,但是我们有一个实际的电机。显然,实际的电机参数不可能都是1。我们利用Simulink Design Optimization优化工具箱,调节四个参数,使仿真模型和实际电机高度匹配。

测量数据准备

需要测量的数据为:

数据信息使用Excel文档保存

测量数据可视化

%读取数据

time=xlsread(‘数据文件’,’A2:A107′);

speed=xlsread(‘数据文件’,’b2:b107′);

current=xlsread(‘数据文件’,’e2:e107′);

input_v=xlsread(‘数据文件’,’h2:h107′);

% 转速–时间图像

subplot(2,2,1)

plot(time,speed,’r’);

xlabel(‘时间(秒)’);

ylabel(‘转速’);

% 电流–时间图像

subplot(2,2,2)

plot(time,current,’r’);

xlabel(‘时间(秒)’);

ylabel(‘电流’);

% 给定值–时间图像

subplot(2,2,3)

plot(time,input_v,’r’);

xlabel(‘时间(秒)’);

ylabel(‘给定值’);

参数估计步骤

打开”parameter estmator”

加载估计数据,测试数据

添加估计参数I K L R

添加测试参数

添加可视化图像:四个参数变化图像,转速—-时间,电流—-时间,给定值—-时间图像

运行仿真进行中的图片:

结果

四个参数变化图

测量值和仿真值对比图

经过simulink仿真,四个参数发生较大的变化,测量数据和仿真数据高度重合 。