基于输出误差的永磁同步电机分数阶建模

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2015.09.002

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2015, Vol. 43 ›› Issue (9): 8-13.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2015.09.002

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基于输出误差的永磁同步电机分数阶建模

郑伟佳王孝洪^† 皮佑国

华南理工大学自动化科学与工程学院，广东广州 510640

收稿日期:2015-02-12 修回日期:2015-04-13 出版日期:2015-09-25 发布日期:2015-09-07
通信作者: 王孝洪(1976-)，男，副教授，主要从事电力电子技术、运动控制技术及其应用研究． E-mail: xhwang@scut.edu.cn
作者简介:郑伟佳(1988-)，男，博士生，主要从事电动机分数阶建模与控制研究． E-mail: z.wj08@ mail.scut.edu.cn
基金资助:
广东省数控一代机械产品创新应用示范工程专项资金项目(2013B011301012);广州市产学研协同创新重大专项
(201508030040)

Fractional-Order Modeling of Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Output-Error Algorithm

Zheng Wei-jia Wang Xiao-hong Pi You-guo

School of Automation Science and Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China

Received:2015-02-12 Revised:2015-04-13 Online:2015-09-25 Published:2015-09-07
Contact: 王孝洪(1976-)，男，副教授，主要从事电力电子技术、运动控制技术及其应用研究． E-mail: xhwang@scut.edu.cn
About author:郑伟佳(1988-)，男，博士生，主要从事电动机分数阶建模与控制研究． E-mail: z.wj08@ mail.scut.edu.cn
Supported by:
Supported by the High-Performance Digital Servo Drive Technology and Equipment for the Numerical Control Injection Molding Machine(2013B011301012)

摘要/Abstract

摘要： 为了得到永磁同步电动机更为精确的数学模型，采用机理建模和数值建模相结合的方式，提出了一种永磁同步电动机分数阶建模方法．首先根据电动机组成机理建立电动机的电磁环节和机械环节模型，分别对这两个环节进行建模实验，然后采用基于输出误差的数值拟合方法进行参数辨识，得到永磁同步电动机的分数阶模型，最后根据所得模型设计速度控制器并进行电动机速度跟踪仿真和实验．结果表明，电动机分数阶模型比整数阶模型能更准确地描述电动机的实际特性．

关键词: 同步电动机, 建模, 输出误差算法, 参数辨识, PI 控制器

Abstract: In order to obtain a precise model of permanent magnet synchronous motor (PMSM)，a fractional-order
modeling approach of PMSM is proposed by combining the mechanism modeling and the numerical modeling． First，the model structures of electromagnetic part and mechanical part of PMSM are built on the basis of the composition mechanism of PMSM，and modeling experiments are conducted on the two parts． Then，the parameters of the two parts are identified by applying the output-error numerical fitting method，and the fractional-order model of PMSM is thus obtained． Finally，the speed controllers are designed on the basis of the obtained model，and the simulations and experiments of tracking the motor speed are performed． Simulation and experimental results show that the proposed fractional-order model can describe the nature of PMSM more precisely in comparison with the integer-order model．

Key words: synchronous motors, modeling, output-error algorithm, parameter identification, PI controller

郑伟佳王孝洪皮佑国. 基于输出误差的永磁同步电机分数阶建模[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(9): 8-13.

Zheng Wei-jia Wang Xiao-hong Pi You-guo. Fractional-Order Modeling of Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Output-Error Algorithm[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2015, 43(9): 8-13.

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基于输出误差的永磁同步电机分数阶建模

Fractional-Order Modeling of Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Output-Error Algorithm

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