Содержание к диссертации
Введение
1. Математические модели и параметры асинхронных электроприводов 10
1.1. Системы координат и векторные модели асинхронной машины 10
1.2. Математическая модель асинхронного двигателя в переменных тока статора и потокосцепления ротора в неподвижной системе координат 18
1.3. Математическая модель асинхронной машины во вращающейся координатной системе, ориентированной по вектору потокосцепления ротора 23
1.4. Системы прямого управления моментом 27
1.5. Математическая модель асинхронной машины, приведенная к нормальной форме Коши 35
1.6. Математическое описание вращающегося магнитного поля в трехфазной системе 36
1.7. Выводы и задачи исследования 39
2. Анализ методов параметрической идентификации асинхронных электроприводов 42
2.1. Резидентные средства идентификации электроприводов с векторным управлением 42
2.1.1. Сопоставительный анализ идентификационных показателей 43
2.1.2. Система параметров и средств идентификации электроприводов на основе преобразователей частоты Omron 47
2.1.3. Система параметров и средств идентификации электроприводов на основе преобразователей частоты Mitsubishi 48
2.2. Автономные системы идентификации асинхронных электроприводов 49
2.3. Выводы 51
3. Разработка алгоритма параметрической идентификации асинхронного электропривода на интервалах коммутации силовых ключей автономного инвертора 53
3.1. Методика идентификации параметров асинхронного двигателя в режиме реального времени на интервалах коммутации силовых ключей автономного инвертора 53
3.2. Определение постоянной времени и коэффициента передачи системы электропривода на основе экспериментальных данных 63
3.3. Вычисление сопротивлений статора Rs и ротора Rr 69
3.4. Разработка алгоритма идентификации параметров 71
4. Экспериментальные исследования алгоритма параметрической идентификации асинхронного электропривода 78
4.1. Комплекс технических средств для экспериментальных исследований.. 79
4.1.1. Измерительная система 80
4.1.2. Система имитации пассивных нагрузок 82
4.2. Эксперименты и обработка данных 87
4.2.1. Программа экспериментальных исследований 87
4.2.2. Предварительная идентификация 89
4.2.3. Определение параметров асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором 5АИ80В2У4 на интервалах коммутации силовых ключей автономного инвертора 103
Заключение 108
Список использованных источников 111
Приложения 123
Введение
- Математическая модель асинхронного двигателя в переменных тока статора и потокосцепления ротора в неподвижной системе координат
- Сопоставительный анализ идентификационных показателей
- Методика идентификации параметров асинхронного двигателя в режиме реального времени на интервалах коммутации силовых ключей автономного инвертора
- Система имитации пассивных нагрузок
Введение к работе
Современный асинхронный электропривод является интеллектуальной электромеханической системой (ЭМС), обеспечивающей движение механического объекта по заданным траекториям в реальных условиях. Реализация эффективных законов управления в нем успешно реализуется микропроцессорной системой на основании текущих значений внешних и внутренних координат электромеханической системы и системы параметров, определяющих актуальное состояние асинхронного двигателя [1,2,3]. Текущие состояния переменных электропривода фиксируются набором датчиков, а параметры асинхронной машины обычно определяются на основании каталожных данных и набора процедур идентификации, реализуемых микропроцессорной системой управления электропривода в процессе ввода его в эксплуатацию. Набор параметров, используемых при реализации различных законов управления разными производителями электроприводов, существенно различается, но, как правило, в процессе работы задачи повторной параметрической идентификации параметров производители не ставят, и коррекция законов управления проводится на основе косвенных данных о нагрузке и температуре асинхронной машины [4, 5].
Вместе с тем проблема идентификации параметров в рабочих режимах актуальна для прецизионных систем асинхронного электропривода, в которых достижение предельных показателей качества регулирования возможно при максимальном уровне точности и достоверности определения переменных и параметров системы. Уточнение параметров и самонастройка системы позволяет снизить влияние возмущающих факторов и перейти к созданию принципиально новых алгоритмов управления на основе методологии пространства состояний. В современном электроприводе это сводится к изменению амплитуды и частоты питающего напряжения при пусках, торможениях, реверсах, поддержании на заданном уровне или регулировании скорости вращения ротора, непосредственном управлении электромагнитным моментом при различных возмущающих воздействиях. Для решения перечисленных задач управления требуется максимально подробная и достоверная информация о переменных состояния ЭМС, зависимых и независимых параметрах. Названная информация и должна быть получена путем непрерывного мониторинга процессов в электроприводе и идентификации электроприводов в реальном масштабе времени.
Несколько принципиально разных подходов к решению этой задачи разрабатываются в настоящее время. В [6,7,8,9,10,11] анализируются методы стохастической идентификации, при которых процессы в электроприводе рассматриваются как случайные, а параметры динамической системы определяются спектральными и корреляционными методами. В [12,13,14] предлагается динамическая идентификация асинхронной машины на основе анализа переходных процессов классическими методами теории управления. Там же применена комплексная методика идентификации с применением активных и пассивных методов, методов оценивания с использованием рекуррентного метода наименьших квадратов, фильтра Калмана и поисковых методов с автоматическим определением параметров и переменных в реальном времени.
В диссертации исследуется возможность идентификации параметров электропривода на малых интервалах времени, в качестве которых взяты интервалы коммутации силовых ключей вентильного преобразователя электрической энергии. При этом: проведен анализ базовых структур и математических моделей асинхронных электроприводов с векторным управлением, рассмотрены методы идентификации электроприводов, используемые в современных системах управления, дается математическое обоснование, и анализируются возможности использования новых методов идентификации, приводятся результаты экспериментальных исследований,
подтверждающие жизненность новых подходов при решении поставленной задачи.
Актуальность работы. Современный регулируемый асинхронный электропривод представляет собой симбиоз достижений в области силовой электроники, электромеханики и микропроцессорной техники. Высокий порядок и нелинейность уравнений, описывающих электромагнитные и электромеханические процессы, зависимость параметров машины от температуры и степени насыщения магнитной цепи, ряд других допущений существенно усложняют систему управления электроприводом, зачастую не позволяя при анализе и синтезе дискретных систем управления пользоваться классическими подходами теории управления. Реализация эффективных законов управления становится возможной только с использованием наблюдателей, если известны текущие значения переменных системы и её параметров, определяющих состояние электропривода. По этой причине, при создании новых законов управления, в центре внимания разработчиков всегда были вопросы параметрической идентификации электропривода. Эти задачи решались в работах А.В.Башарина, Ю.А.Борцова, B.JI. Грузова, Н.И.Ратнера, Р.Т. Шрейнера, В.Г. Каширских, Г.Г. Пивняка, A.C. Бешты, Д.Б. Изосимова, А.Б.Виноградова, A.A. Пискунова и др.
Решенные в настоящее время задачи идентификации обеспечивают качественную оценку параметров асинхронной машины по результатам предварительных испытаний или на основании анализа усредненных во времени значений наблюдаемых переменных. Однако не позволяют проводить оперативную коррекцию параметров системы при дрейфе параметров в процессе работы.
Современные средства микропроцессорной техники открывают новые возможности в реализации алгоритмов идентификации и позволяют вплотную подойти к решению этой задачи в режиме реального времени, путем обработки мгновенных значений переменных и уточнения на этой основе изменяющихся параметров электропривода. Переход к идентификации с учетом мгновенных значений наблюдаемых переменных позволяет выявить на интервалах дискретного времени процессы, с высокой степенью точности описываемые системами линейных дифференциальных уравнений. Быстродействие и функциональные возможности микропроцессорных систем позволяют применить новые методы идентификации для коррекции флуктуаций параметров непосредственно в рабочих режимах без снижения базовой функциональности.
Актуальность тематики исследования обусловлена востребованностью отечественных инновационных разработок в области приводной техники. Необходимость в таких разработках вытекает из закрытости программно- алгоритмического обеспечения и идентификационных моделей, реализованных зарубежными производителями в серийно выпускаемых преобразователях частоты, где вмешательство пользователя в базовые алгоритмы управления и идентификации электропривода практически исключено.
Целью диссертационной работы является разработка нового подхода к решению задачи адаптации электропривода к изменению условий работы за счет идентификации параметров асинхронной машины в режиме реального времени на основе анализа мгновенных значений токов статора на интервалах коммутации силовых ключей автономного инвертора.
В соответствии с указанной целью в работе решены следующие задачи:
выполнен анализ существующих базовых структур и математических моделей асинхронных электроприводов с векторным управлением;
проанализированы методы и технические средства, используемые для параметрической идентификации асинхронных двигателей в серийно выпускаемых преобразователях частоты;
предложен метод идентификации параметров регулируемого асинхронного электропривода на интервалах коммутации силовых ключей автономного инвертора;
разработана инженерная методика оценки электрических параметров асинхронной машины на основе наблюдения переходных процессов в цепи статора с использованием процедуры сплайсинга кусочно- экспоненциальных функций;
разработан испытательный комплекс, обеспечивающий исследования и экспериментальную проверку предложенного метода ^ параметрической идентификации регулируемого асинхронного электропривода в различных режимах работы; осуществлена экспериментальная проверка предложенного метода.
Методы исследования. Исследования выполнялись на основе математических моделей и структурных схем асинхронных электроприводов с векторным управлением, преобразований Лапласа и Фурье, методов активного и пассивного эксперимента, а также численных методов обработки экспериментальных данных.
Научная новизна работы состоит в следующем:
получены аналитические выражения, описывающие переходные режимы тока в цепи статора асинхронной машины на малых интервалах наблюдения;
предложена методика идентификации параметров асинхронного электропривода на интервалах коммутации силовых ключей автономного инвертора, базирующаяся на анализе мгновенных значений токов статора асинхронной машины;
разработан алгоритм оценки параметров асинхронной машины в режиме реального времени.
Практическая значимость работы заключается в: интеграции алгоритма идентификации в режиме реального времени в микропроцессорные системы управления современными преобразователями частоты;
коррекции настроек регуляторов асинхронного электропривода в режиме реального времени.
Реализация результатов работы: использование результатов работы при модернизации тягового электропривода троллейбуса 5298-01 в ОАО «Транс-Альфа Электро»;
выполнена НИР по проекту №2.1.2/1969 «Разработка и исследование новых алгоритмов идентификации электромеханических систем в процессе функционирования» аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010);
применение материалов исследований в учебном процессе по специальности 140604 в Вологодском государственном техническом университете.
Достоверность и обоснованность полученных результатов, теоретических положений и технических решений подтверждается результатами экспериментальных исследований асинхронного электропривода. На защиту выносится:
описание переходных режимов в цепи статора асинхронной машины на малых интервалах времени;
метод идентификации параметров асинхронного электропривода на интервалах коммутации силовых ключей автономного инвертора;
алгоритм идентификации параметров асинхронного электропривода, базирующийся на анализе мгновенных значений токов статора с использованием процедуры сплайсинга кусочно-экспоненциальной функции;
Математическая модель асинхронного двигателя в переменных тока статора и потокосцепления ротора в неподвижной системе координат
Под брендом Отгоп выпускается широкий спектр преобразователей частоты для реализации систем асинхронного электропривода с векторным управлением.
Например, серия преобразователей С1МЯ Р7 содержит интегрированные средства идентификации, поддерживаемые как на уровне базовых алгоритмов управления, так и на уровне внешних программных средств СХ-Бпуе. Задачи идентификации для названной серии преобразователей решаются в режиме «Автоподстройка» [62].
В режиме автоподстройки требуемые параметры двигателя измеряются и настраиваются автоматически для достижения оптимального режима работы. Предварительное выполнение автоподстройки является обязательным условием для режима векторного управления. Исходными данными для идентификации являются паспортные данные двигателя: - номинальная выходная мощность двигателя; - номинальное напряжение, номинальный ток; - номинальная частота; - номинальная скорость вращения и количество полюсов; - Пользователю доступны три режима автоподстройки: - автоподстройка с вращением двигателя; - автоподстройка без вращения двигателя; - измерение активного сопротивления статора. Названные режимы реализуются во временном интервале до одной минуты. Параметры подключенного электродвигателя определяются автоматически и сохраняются до следующей процедуры автоподстройки. Особенности режимов автоподстройки при вводе электропривода в эксплуатацию связаны с режимами пуско-наладочных работ. Автоподстройка без вращения рекомендована для случаев, когда нагрузку невозможно отсоединить от электропривода. В противном случае, когда двигатель может быть отсоединен от нагрузки, рекомендуется автоподстройка с вращением. В этом случае также гарантируется более высокие показатели качества регулирования. При длинном соединительном кабеле между преобразователем и электродвигателем (более пятидесяти метров) рекомендуется третий режим автоподстройки, обеспечивающий максимально точное измерение сопротивления статора. В комплекте с преобразователями Omron, благодаря дополнительным сервисным функциям, возможно применение двигателей других фирм производителей, в том числе и с мощностями, не соответствующими мощности преобразователя. 2.1.3. Система параметров и средств идентификации электроприводов на основе преобразователей частоты Mitsubishi Режим автонастройки обеспечивает оптимальное согласование преобразователя с двигателем [64]. В режиме векторного управления обеспечивается эксплуатация двигателя в оптимальном режиме, как для штатных двигателей, так и для двигателей сторонних изготовителей, в том числе при большой длине соединительного кабеля, за счет периодического измерения параметров силовых цепей. Исходными данными для автонастройки являются паспортные данные двигателя: номинальная мощность двигателя, количество полюсов двигателя, номинальное напряжение двигателя, номинальная частота вращения двигателя. Фирма Mitsubishi является единственной, у которой в инструкции по эксплуатации представлена классическая схема замещения трехфазного асинхронного электродвигателя, используемая в алгоритмах управления. Именно параметры схемы замещения и определяются в режиме автонастройки. Для преобразователей Mitsubishi характерен режим онлайн- автонастройки. Онлайн-параметризация обеспечивает циклическое обновление расчетных данных двигателя во время его работы, компенсируя тем самым зависимость констант двигателя (например, сопротивления обмоток) от температуры. 2.2. Автономные системы идентификации асинхронных электроприводов Под автономными системами идентификации подразумеваются комплексы специальных технических средств, ориентированных исключительно на решение идентификационных задач. Как правило, в составе таких комплексов задачи управления объектом не решаются либо решаются частично. За счет редуцирования функций обеспечивается предельный уровень быстродействия и максимальная точность измерений и вычислений. В частности, в [12] приведено описание универсального компьютеризированного испытательного комплекса, который дает возможность осуществлять испытания асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором мощностью до 5 кВт с частотой вращения до 6000 об/мин. Асинхронный электродвигатель питается от промышленной сети через трехфазный автотрансформатор или через полупроводниковый преобразователь. Для снятия круговых диаграмм методом короткого замыкания в состав комплекса включен механический тормоз. Возможности испытательного комплекса: - Определение активных сопротивлений и потокосцеплений статора и ротора, индуктивности рассеяния статора, индуктивности ротора, электромагнитного момента, потокосцепления ротора и момента сопротивления на валу ротора. Указанные параметры определяются только для двигателя. - Применительно к регулируемым электроприводам на основе асинхронных двигателей возможно проведение исследований с различными преобразователями при различных режимах нагрузки, включая исследования пусковых режимов.
Сопоставительный анализ идентификационных показателей
Программа экспериментальных исследований предполагает выполнение предварительной идентификации электрических параметров машины и последующую идентификацию в режиме реального времени на основе анализа «трубки» тока фазы статора. Эксперименты проводятся для электрической машины с фазным ротором типа МТР1116У2 и для двигателя с короткозамкнутым ротором типа 5АИ80В2УЗ.
Предварительная идентификация для машины с фазным ротором выполняется с целью метрологической оценки точности предложенного метода, так как для этого двигателя возможно измерение физических величин индуктивностей обмотки статора при разомкнутом роторе и измерение индуктивности обмотки ротора при разомкнутом статоре.
Экспериментальные исследования асинхронного электродвигателя с фазным ротором МТР1116У2 1. Регистрация данных переходного процесса по току при питании двух фаз статора постоянным стабилизированным напряжением при разомкнутых обмотках ротора. 2. Регистрация данных переходного процесса по току при питании двух фаз статора постоянным стабилизированным напряжением при замкнутых обмотках ротора. 3. Регистрация данных переходного процесса по току при питании двух фаз ротора постоянным стабилизированным напряжением при разомкнутых обмотках статора. 4. Регистрация данных переходного процесса по току при питании двух фаз ротора постоянным стабилизированным напряжением при замкнутых обмотках статора. 5. Вычисление на основе полученных данных активных сопротивлений и индуктивностей роторной и статорной цепей. 6. Измерение активных сопротивлений и индуктивностей роторной и статорной цепей. 7. Метрологическая оценка точности предложенного метода идентификации параметров. Экспериментальные исследования асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором 5АИ80В2УЗ Предварительная идентификация 1. Измерение межфазного сопротивления техническими средствами преобразователя частоты СГМК-Р7 и программного обеспечения СХ-Биуе при разных температурах, измеряемых на поверхности корпуса двигателя. 2. Регистрация данных переходного процесса по току при питании двух фаз статора постоянным стабилизированным напряжением при разных температурах, измеряемых на поверхности корпуса двигателя. Идентификация в режиме реального времени Регистрация «трубки» тока при различных частотах модуляции, скоростях вращения, нагрузках и температурах, измеряемых на поверхности корпуса двигателя. При регистрации варьируются следующие величины: Частота ШИМ: от 2 до 15 кГц; Скорость вращения двигателя: от 300 до 3000 об/мин; Нагрузка: от холостого хода до номинальной; Температура: от 22 до 70 С. В качестве примера в приложениях приведены цифровые осциллограммы экспериментальных исследований при частоте ШИМ 2 кГц, номинальной скорости вращения двигателя, для температур корпуса двигателя 22 и 70 С в режиме холостого хода и при номинальной нагрузке. По осям абсцисс - время указано в миллисекундах, по осям ординат - нормированные уровни напряжения в вольтах, снимаемые с датчиков тока и напряжения. Осциллограммы представлены в режимах демонстрации квазисинусоид напряжения и тока в «большом» и в «малом». Процедуры сплайсинга в дальнейшем применяются именно для осциллографированных данных. 4.2.2. Предварительная идентификация. Наиболее логичным представляется вариант предварительной идентификации для объекта с максимально возможным количеством наблюдаемых и измеряемых параметров. В качестве такого объекта выбран асинхронный двигатель с фазным ротором МТБ1116У2, у которого могут быть измерены сопротивления и индуктивности, как обмоток статора, так и обмоток ротора. При этом измерения могут быть осуществлены как в режиме замкнутого (разомкнутого) ротора, так и режиме замкнутого (разомкнутого) статора. Режим измерения с разомкнутыми обмотками обеспечивает определение реальных индуктивностей ротора и статора наряду с реальными сопротивлениями ротора и статора. Измерение со стороны статора или ротора при короткозамкнутых обмотках того или другого позволяет измерить реальные сопротивления ротора и статора и оценить индуктивность намагничивающего контура. С целью подтверждения достоверности предложенной методики для всех вышеперечисленных случаев получены кривые переходных процессов изменения тока при подаче в две фазы статора постоянного напряжения (обмотки соединены в звезду). Следует отметить, что измерение сопротивления статора путём подачи в две фазы постоянного напряжения применяется во всех идентификационных резидентных модулях современных преобразователей частоты (табл. 2.1).
Кривые переходных процессов снимались с помощью измерительного комплекса по упрощенной схеме, приведенной на рис. 4.6, как для статорной, так и для роторной цепей, с частотой дискретизации Ь-Сагс1 120 кГц. Измерительные эксперименты осуществлялись для всех комбинаций фаз и для разных углов положения ротора с дискретностью 45 градусов. Проведение экспериментов для разных углов положения ротора необходимо для выявления эффекта неравномерности размещения обмоток электродвигателя. На основании предварительного анализа экспериментальных данных эффект неравномерности при оговоренной ранее точности датчиков не выявлен. Результаты измерений сопротивлений ротора и статора для разных углов поворота ротора идентичны. Расхождение значений сопротивлений для трёх вариантов фазировки лежит в пределах инструментальной погрешности измерений.
Методика идентификации параметров асинхронного двигателя в режиме реального времени на интервалах коммутации силовых ключей автономного инвертора
В диссертационной работе на основе теоретического анализа переходных процессов в «малом» статорной цепи асинхронного двигателя на интервалах коммутации силовых ключей проанализированы известные теоретические способы и методы идентификации асинхронных электроприводов; проанализированы алгоритмы и процедуры идентификации, используемые лидирующими на рынке приводной техники фирмами- производителями при создании систем управления асинхронными электроприводами; доказана возможность решения задачи идентификации электропривода в режиме реального времени; предложен метод идентификации параметров асинхронного электропривода на интервалах коммутации силовых ключей автономного инвертора на основе в измерении мгновенных значений токов фаз статора и вычислении непосредственно в рабочем режиме изменяющегося в функции температуры активного сопротивления обмотки статора; разработана инженерная методика оценки электрических параметров асинхронной машины на основе наблюдения переходных процессов цепи статора с использованием процедуры сплайсинга кусочно- экспоненциальных функций; на основе результатов предварительной идентификации определяются для холодного двигателя активное сопротивление обмотки фазы статора любым известным способом. Используется процедура сплайсинга, определяется эквивалентная постоянная времени и при известном активном сопротивлении фазы статора вычисляется её эквивалентная индуктивность. В рабочих режимах также применяется процедура сплайсинга, определяется постоянная времени и вычисляется изменяющееся в функции температуры активное сопротивление обмотки фазы статора. Полученное значение сопротивления передается идентификатором на уровень системы управления для коррекции его величины, определенной на холодном двигателе; создан универсальный исследовательский комплекс, предназначенный для изучения режимов работы асинхронного электропривода; получены экспериментальные результаты, подтверждающие справедливость теоретических выводов; Алгоритм работы идентификатора внедрен на уровне резидентного программного модуля при модернизации тягового электропривода троллейбуса 5298-01 в ОАО «Транс-Альфа Электро» (г. Вологда);
Результаты работы включены в промежуточный отчет по гранту аналитической ведомственной целевой программы «развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)». Мероприятие 2 «проведение фундаментальных исследований в области естественных, технических и гуманитарных наук. Научно-методическое обеспечение развития инфраструктуры вузовской науки». Раздел 2.1. «Проведение фундаментальных исследований в области естественных, технических и гуманитарных наук». Подраздел 2.1.2. «Проведение фундаментальных исследований в области технических наук».
Система имитации пассивных нагрузок
Вместе с тем проблема идентификации параметров в рабочих режимах актуальна для прецизионных систем асинхронного электропривода, в которых достижение предельных показателей качества регулирования возможно при максимальном уровне точности и достоверности определения переменных и параметров системы. Уточнение параметров и самонастройка системы позволяет снизить влияние возмущающих факторов и перейти к созданию принципиально новых алгоритмов управления на основе методологии пространства состояний. В современном электроприводе это сводится к изменению амплитуды и частоты питающего напряжения при пусках, торможениях, реверсах, поддержании на заданном уровне или регулировании скорости вращения ротора, непосредственном управлении электромагнитным моментом при различных возмущающих воздействиях. Для решения перечисленных задач управления требуется максимально подробная и достоверная информация о переменных состояния ЭМС, зависимых и независимых параметрах. Названная информация и должна быть получена путем непрерывного мониторинга процессов в электроприводе и идентификации электроприводов в реальном масштабе времени.
Несколько принципиально разных подходов к решению этой задачи разрабатываются в настоящее время. В [6,7,8,9,10,11] анализируются методы стохастической идентификации, при которых процессы в электроприводе рассматриваются как случайные, а параметры динамической системы определяются спектральными и корреляционными методами. В [12,13,14] предлагается динамическая идентификация асинхронной машины на основе анализа переходных процессов классическими методами теории управления. Там же применена комплексная методика идентификации с применением активных и пассивных методов, методов оценивания с использованием рекуррентного метода наименьших квадратов, фильтра Калмана и поисковых методов с автоматическим определением параметров и переменных в реальном времени.
В диссертации исследуется возможность идентификации параметров электропривода на малых интервалах времени, в качестве которых взяты интервалы коммутации силовых ключей вентильного преобразователя электрической энергии. При этом: проведен анализ базовых структур и математических моделей асинхронных электроприводов с векторным управлением, рассмотрены методы идентификации электроприводов, используемые в современных системах управления, дается математическое обоснование, и анализируются возможности использования новых методов идентификации, приводятся результаты экспериментальных исследований, подтверждающие жизненность новых подходов при решении поставленной задачи.
Актуальность работы. Современный регулируемый асинхронный электропривод представляет собой симбиоз достижений в области силовой электроники, электромеханики и микропроцессорной техники. Высокий порядок и нелинейность уравнений, описывающих электромагнитные и электромеханические процессы, зависимость параметров машины от температуры и степени насыщения магнитной цепи, ряд других допущений существенно усложняют систему управления электроприводом, зачастую не позволяя при анализе и синтезе дискретных систем управления пользоваться классическими подходами теории управления. Реализация эффективных законов управления становится возможной только с использованием наблюдателей, если известны текущие значения переменных системы и её параметров, определяющих состояние электропривода. По этой причине, при создании новых законов управления, в центре внимания разработчиков всегда были вопросы параметрической идентификации электропривода. Эти задачи решались в работах А.В.Башарина, Ю.А.Борцова, B.Л. Грузова, Н.И.Ратнера, Р.Т. Шрейнера, В.Г. Каширских, Г.Г. Пивняка, A.C. Бешты, Д.Б. Изосимова, А.Б.Виноградова, A.A. Пискунова и др.
Решенные в настоящее время задачи идентификации обеспечивают качественную оценку параметров асинхронной машины по результатам предварительных испытаний или на основании анализа усредненных во времени значений наблюдаемых переменных. Однако не позволяют проводить оперативную коррекцию параметров системы при дрейфе параметров в процессе работы.
Современные средства микропроцессорной техники открывают новые возможности в реализации алгоритмов идентификации и позволяют вплотную подойти к решению этой задачи в режиме реального времени, путем обработки мгновенных значений переменных и уточнения на этой основе изменяющихся параметров электропривода. Переход к идентификации с учетом мгновенных значений наблюдаемых переменных позволяет выявить на интервалах дискретного времени процессы, с высокой степенью точности описываемые системами линейных дифференциальных уравнений. Быстродействие и функциональные возможности микропроцессорных систем позволяют применить новые методы идентификации для коррекции флуктуаций параметров непосредственно в рабочих режимах без снижения базовой функциональности.
Актуальность тематики исследования обусловлена востребованностью отечественных инновационных разработок в области приводной техники. Необходимость в таких разработках вытекает из закрытости программно- алгоритмического обеспечения и идентификационных моделей, реализованных зарубежными производителями в серийно выпускаемых преобразователях частоты, где вмешательство пользователя в базовые алгоритмы управления и идентификации электропривода практически исключено.
