永磁电机转子的动力学模型辨识

永磁电机转子的动力学模型辨识摘要：转子模型在系统设计中有着重要作用，准确的转子模型是预测转子稳定性和可靠性的前提。本文使用二阶模型和三阶模型对永磁电机转子进行辨识分析，并对实际模型与理论模型差异的原因进行了探讨，提高了永磁电机转子模型的准确度。关键词：转子模型；系统辨识；模型拟合DynamicModelIdentificationofPermanentMagnetMotorRotorGanYang-jun-jie，ZhouLiang（CRRCZhuZhouElectricCO，.LTD.ZhuZhou，412000，China）Abtract：Rotormodelplayanimportantroleinytemdeign，andaccuraterotormodelithepremieofpredictingrotortabilityandreliability.Inthipaper，theecond-ordermodelandthethird-ordermodelareuedtoidentifytherotorofpermanentmagnetmotor，andthereaonforthedifferencebetweentheactualmodelandthetheoreticalmodelaredicued，whichimprovetheaccuracyoftherotormodelofpermanentmagnetmotor.Keyword：Rotormodel；Sytemidentification；Modelfitting1 引言現代工业对永磁电机有着高可靠性、高转速的要求，一般永磁电机的转子模型可以通过理论推导获得，但随着一些机电系统的引入，永磁电机的转子模型易受到控制元件的影响，仅使用理论建模的方式很难对转子模型进行精确建模，需要通过试验来获得较为精确的转子模型。模型辨识是猎取永磁电机转子模型的一种常用方法。本文采纳频域辨识的方法对讨论的永磁电机转子进行频域辨识并拟合得到了系统的数学模型。结果表明，试验得到的三阶模型与实际模型差别不大，可以用于该型永磁电机转子的设计。2 讨论对象本文讨论的某型永磁电机结构示意图如图 1 所示，其主要部件包括了轴承、转子、电机、位移传感器等。电机位于中部，为整个系统提供驱动；轴承位于电机两侧，为转子提供支承；位移传感器位于轴承两侧，采集转子的位移振动信号，向外界提供转子的振动信号。对于一般的永磁电机转子，考虑刚度和阻尼，可以将系统等效为一个质量—弹簧—阻尼系统，其动力学方程[1]为：式 1 中，M 为质量矩阵；C 为阻尼矩阵；K 为刚度矩阵；某为位移向量。由式 1 可得，理论的永磁电机转子模型是一个二阶系统。3 模型辨识3.1 模型辨识原理为了获得永磁电机转子的精确模型，采纳频域辨识的方法猎取系统的精确频率特性。根据线性系统理论，对于线性定常系统，若系统输入为一系列不同频率的谐波信号，则系统输出也是对应频率的谐波信号，只是幅值与相位发生变化。系...