俞學(xué)初， 蔣 棟

(華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院， 湖北 武漢 430074)

1 引言

近年來，交流永磁同步電機(jī)因?yàn)槠鋬?yōu)異的性能，例如結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、損耗少、效率高等，在工業(yè)領(lǐng)域被大量應(yīng)用[1,2],具有很好的發(fā)展前景。

矢量控制[3,4]和直接轉(zhuǎn)矩控制[5,6]作為交流電機(jī)的兩種主流的控制方式，最近幾十年來得到了長足有效的發(fā)展，并且成功地應(yīng)用在永磁同步電機(jī)的控制系統(tǒng)中。在永磁電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)中，一般采用了電流環(huán)作為內(nèi)環(huán)和速度環(huán)作為外環(huán)的雙環(huán)控制方式，這既可以保證整個(gè)電機(jī)系統(tǒng)對(duì)指定響應(yīng)的快速跟隨性，又可以保證足夠的抗擾性能[7,8]。

在永磁電機(jī)控制的內(nèi)外環(huán)性能設(shè)計(jì)和評(píng)估中，一般需要通過分析控制環(huán)閉環(huán)或者開環(huán)波特圖的性能指標(biāo)來評(píng)判控制效果，例如系統(tǒng)的截止頻率、相位裕度等?；诳刂葡到y(tǒng)平臺(tái)小信號(hào)分析的傳遞函數(shù)辨識(shí)方法成為一個(gè)極其重要的研究方向。圖1展示的是一個(gè)電機(jī)控制系統(tǒng)中辨識(shí)控制環(huán)傳遞函數(shù)的典型結(jié)構(gòu)：在參考指令值的基礎(chǔ)上注入小信號(hào)從而激勵(lì)系統(tǒng)的小信號(hào)響應(yīng)，將小信號(hào)的激勵(lì)與響應(yīng)同時(shí)送入辨識(shí)模塊，從而得到傳遞函數(shù)的波特圖。

圖1 通過小信號(hào)分析方法辨識(shí)傳遞函數(shù)Fig.1 Transfer function identification through small signal analysis

系統(tǒng)的頻率響應(yīng)可以通過不同的方法辨識(shí)得到，文獻(xiàn)[9]以偽隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)(Pseudo-Random Binary Sequence, PRBS)作為正激式變換器的激勵(lì)信號(hào)，應(yīng)用相關(guān)分析法辨識(shí)得到了系統(tǒng)的頻率響應(yīng)，并分析了PRBS序列的長度對(duì)辨識(shí)效果的影響。而在文獻(xiàn)[10]中，正弦掃頻信號(hào)用來作為在線辨識(shí)機(jī)電系統(tǒng)頻率響應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)，并且使用了一種自適應(yīng)最小均方(Least Mean Square, LMS)算法。

閉環(huán)控制的性能指標(biāo)通常和反饋控制的方式有關(guān)，比例積分(Proportional-Integral, PI)調(diào)節(jié)器因?yàn)槠浜唵蔚慕Y(jié)構(gòu)，易于數(shù)字實(shí)現(xiàn)，常被應(yīng)用于工程控制中。文獻(xiàn)[11]分析了dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下三相電壓型逆變器(Voltage Source Inverter, VSI)帶阻感負(fù)載的電流環(huán)模型，指出電流環(huán)的截止頻率與電壓、電流反饋信號(hào)的采樣方式有關(guān)，但未與逆變器開關(guān)頻率聯(lián)系起來。文獻(xiàn)[12]提出了一種能提高控制環(huán)截止頻率的方式，不過同樣沒有給出截止頻率與開關(guān)頻率近似的函數(shù)關(guān)系，同時(shí)均沒有結(jié)合相位裕度這一因素。

電機(jī)控制逆變器在脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation, PWM)條件下高頻開關(guān)是實(shí)現(xiàn)高性能數(shù)字控制的基礎(chǔ)。尤其是隨著寬禁帶電力電子器件的應(yīng)用，電機(jī)控制器的開關(guān)頻率進(jìn)一步提高，對(duì)電機(jī)動(dòng)態(tài)性能的改善也有期望。不過目前國內(nèi)外針對(duì)提高開關(guān)頻率對(duì)電機(jī)控制動(dòng)態(tài)性能的改善的研究還較為欠缺，難以充分發(fā)揮新型電機(jī)控制器的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)傳統(tǒng)的頻率響應(yīng)辨識(shí)方法常使用M序列作為待辨識(shí)系統(tǒng)的辨識(shí)輸入信號(hào)，在計(jì)算輸入自相關(guān)信號(hào)與輸入輸出互相關(guān)信號(hào)后，使用相關(guān)分析法來計(jì)算系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。在此過程中M序列的產(chǎn)生和相關(guān)信號(hào)的計(jì)算繁瑣且對(duì)硬件資源負(fù)擔(dān)大。針對(duì)這些問題展開了相關(guān)研究。

通過理論分析建立了逆變器開關(guān)頻率對(duì)永磁同步電機(jī)的電流環(huán)和速度環(huán)影響的模型，應(yīng)用不同的設(shè)計(jì)方式來設(shè)置PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)。根據(jù)電流環(huán)具有快速跟隨性的特征，參考二階最佳設(shè)計(jì)方法，把電流環(huán)設(shè)計(jì)成一個(gè)典型I型系統(tǒng)，而速度環(huán)一般要求具備良好的抗擾性能，故根據(jù)幅頻特性峰值最小設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，把速度環(huán)整定成典型II型系統(tǒng)。模型表明電流環(huán)的截止頻率與開關(guān)頻率成正比，而逆變器的開關(guān)頻率則對(duì)速度環(huán)的截止頻率影響很小，并且兩者均具有了足夠的相位裕度。同時(shí)采用小信號(hào)擾動(dòng)方法，在系統(tǒng)的特定穩(wěn)態(tài)點(diǎn)將整個(gè)系統(tǒng)近似等效為一個(gè)線性系統(tǒng)，然后利用一系列的正弦信號(hào)作為這個(gè)系統(tǒng)的輸入，其輸出必然是相同頻率的正弦形式，只是幅值和相位會(huì)變化，最后應(yīng)用一種特定的自適應(yīng)噪聲消除技術(shù)，理論分析得出當(dāng)干擾信號(hào)為正弦信號(hào)時(shí)，整個(gè)自適應(yīng)濾波器可以等效為帶通濾波器，對(duì)上述輸出信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)濾波，只有特定頻率的正弦部分通過濾波器時(shí)會(huì)被留下來，進(jìn)而可以依次求得特定頻率信號(hào)的幅值和相位，于是可以得到一定頻率范圍內(nèi)的系統(tǒng)波特圖，仿真和實(shí)驗(yàn)都驗(yàn)證了這種新方法的正確性和有效性。

2 頻率響應(yīng)辨識(shí)原理

自適應(yīng)噪聲消除技術(shù)作為一種常見的數(shù)字濾波技術(shù)，工程上常用于對(duì)特定噪聲的濾波，如心電圖信號(hào)中對(duì)頻率60Hz的電源線干擾的消除，語音信號(hào)中噪聲的消除等[13]。自適應(yīng)噪聲消除技術(shù)的原理如圖2所示，其中的主要輸入信號(hào)包括期望得到的信號(hào)s和噪聲信號(hào)n0，而參考輸入信號(hào)n1可以是我們指定的一系列信號(hào)，如正弦信號(hào)、偽隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)等，其可以與s或n0相關(guān)。而自適應(yīng)濾波器可以采用常見的不同算法實(shí)現(xiàn)，如最小均方算法(LMS)[14]、遞歸最小二乘法(Recursive Least Squares, RLS)[14]等。

圖2 自適應(yīng)噪聲消除技術(shù)原理圖Fig.2 Principle of adaptive noise canceling system

最小均方算法因?yàn)槠浜唵蔚牡问?，高效的收斂速度，常用于自適應(yīng)濾波技術(shù)中，其主要離散形式的迭代方程如下:

(1)

式中，xk、yk、dk、εk分別為輸入信號(hào)、輸出信號(hào)、期望信號(hào)和誤差信號(hào)的離散形式；wk為每次算法的迭代權(quán)重向量；α為算法每次的迭代步長。當(dāng)?shù)介L選擇合適時(shí)，Widrow證明了最小均方算法對(duì)于靜態(tài)隨機(jī)過程[15]，期望的迭代權(quán)重向量能收斂到最優(yōu)解w*。

當(dāng)參考輸入信號(hào)為正弦信號(hào)形式時(shí)，即xk用以下形式表達(dá)，C,ωr,θ分別為信號(hào)的幅度、角頻率和初始相位。

xk=Ccos(ωrkT+θ)

(2)

以下將證明，當(dāng)一定的條件狀況滿足時(shí)，G(z)可以近似等效為一個(gè)帶通濾波器，如圖3所示。

圖3 LMS自適應(yīng)算法的框圖Fig.3 Block diagram of LMS adaptive algorithm

作為參考輸入信號(hào)的任意一個(gè)分量，可以寫成：

(3)

故圖3中信號(hào)εkxik的z變換形式為：

(4)

E(z)表示誤差信號(hào)的z變換形式。如圖3所示，LMS算法的權(quán)重向量迭代方程可以表示為U(z)=1/(z-1)。將式(4)代入后，以下等式成立。

從而自適應(yīng)濾波器輸出信號(hào)的z變換形式表示成如下形式：

(7)

式中，第一個(gè){}表示響應(yīng)的時(shí)不變(TI)成分；第二個(gè){}表示時(shí)變(TV)成分。為了得到G(z)的表達(dá)式，時(shí)變成分可以進(jìn)行以下處理。將θi展開代入式(7)中的求和項(xiàng)，可以得到：

β(ωrT,N)

(8)

其中β函數(shù)定義成如下形式：

(9)

故將式(8)代入式(7)中，可以簡化成：

(10)

式中，第一個(gè){}表示式(7)對(duì)應(yīng)的時(shí)不變(TI)成分；第二個(gè){}表示式(7)對(duì)應(yīng)的時(shí)變(TV)成分。式(6)中的指數(shù)成分幅值始終為1，從式(7)～式(10)中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)TV成分在Y(z)中所占的相對(duì)“強(qiáng)度”遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于TI成分，即β/N≈0時(shí)，我們可以忽略TV成分的影響而只保留TI成分。當(dāng)做了以上適當(dāng)?shù)奶幚砗螅憧梢缘玫綇腅(z)到Y(jié)(z)的線性時(shí)不變傳遞函數(shù)G(z)。

(11)

從式(11)中可以看出G(z)在單位圓上有兩個(gè)極點(diǎn)z=e±jωrT和一個(gè)零點(diǎn)z=1/cos(ωrT)，其等效為一個(gè)低通濾波器。求得G(z)后，同樣圖3中從信號(hào)dk到信號(hào)yk的傳遞函數(shù)H(z)，可以相繼得到。

(12)

H(z)的頻率響應(yīng)的波特圖如圖4所示，從圖4中可以看出，此傳遞函數(shù)為一個(gè)帶通濾波器，當(dāng)主要輸入信號(hào)dk有正弦形式的信號(hào)時(shí)，通過自適應(yīng)濾波器后，輸出信號(hào)yk中只有相應(yīng)頻率的成分。

圖4 H(z)的頻率響應(yīng)(ω0T=0.4π,α=0.002,C=1,N=2)Fig.4 Frequency response of H(z) (ω0T=0.4π,α=0.002,C=1, N=2)

通過以上的理論分析，證明了當(dāng)一定的條件滿足時(shí)，從信號(hào)dk到信號(hào)yk的傳遞函數(shù)是一個(gè)線性時(shí)不變模型，效果與帶通濾波器相似。當(dāng)參考輸入信號(hào)為正弦形式時(shí)，主要輸入信號(hào)經(jīng)過自適應(yīng)濾波器時(shí)只有對(duì)應(yīng)頻率的正弦成分才會(huì)被保留下來。

3 電機(jī)控制環(huán)模型分析

交流永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)應(yīng)用矢量控制時(shí)可以等效為一臺(tái)他勵(lì)直流電機(jī)，簡化了控制策略。

3.1 電流環(huán)控制模型

對(duì)交流永磁同步電機(jī)進(jìn)行建模后，其dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型如下[16]:

(13)

式中，ud，uq和id，iq分別為電機(jī)在dq坐標(biāo)系下的電壓與電流；Ld，Lq分別為電機(jī)的交直軸電感(若對(duì)于隱極永磁電機(jī)，Ld=Lq=L)；R為電機(jī)定子端的電阻；ωe為電機(jī)的電角速度；ψf為電機(jī)的轉(zhuǎn)子永磁磁鏈。通過分析以上的模型，當(dāng)電流閉環(huán)控制采用PI調(diào)節(jié)方式時(shí)，永磁電機(jī)電流環(huán)控制框圖如圖5所示。

圖5 PMSM電流環(huán)控制框圖Fig.5 Control diagram of current loop for PMSM

圖5中Ts為逆變器的開關(guān)周期，即中斷采樣周期，kPWM為PWM調(diào)制環(huán)節(jié)的等效增益。依據(jù)以上的控制框圖，電流環(huán)的傳遞函數(shù)可以寫成：

(14)

從式(14)中可以發(fā)現(xiàn)，這是一個(gè)潛在的三階系統(tǒng)。而作為內(nèi)環(huán)的電流環(huán)而言，應(yīng)當(dāng)主要考慮對(duì)參考指令的快速跟隨性，故工程上常常把電流環(huán)的傳遞函數(shù)配置成典型的Ι型系統(tǒng)[17]，即PI調(diào)節(jié)器的零點(diǎn)與分母中慣性較大的極點(diǎn)相抵消。

(15)

通過式(15)設(shè)置后，電流環(huán)的傳遞函數(shù)將變成一個(gè)典型的二階系統(tǒng)，為了把系統(tǒng)設(shè)計(jì)成欠阻尼狀態(tài)，同時(shí)兼顧系統(tǒng)的快速性與穩(wěn)定性，常把阻尼比ξ設(shè)計(jì)成0.707，故式(16)成立。

(16)

聯(lián)立式(15)、式(16)，可以唯一確定PI調(diào)節(jié)器的比例常數(shù)和積分常數(shù)。

(17)

式中，fs為逆變器的開關(guān)頻率?？梢园l(fā)現(xiàn)PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)與開關(guān)頻率有關(guān)，當(dāng)傳遞函數(shù)的增益為1時(shí)，即|Fo(s)|=1，通過計(jì)算后得到，截止頻率為：

foc=0.0483fs

(18)

將求得的截止頻率代入式(19)計(jì)算后可以得到相應(yīng)的相位裕度(Phase Margin,PM)。

PM=180°-Fo(j2πfoc)≈65.3°

(19)

通過建立永磁同步電機(jī)的電流環(huán)數(shù)學(xué)模型以及分析電流環(huán)的性能指標(biāo)，給出了PI調(diào)節(jié)器參數(shù)的設(shè)置方式，同時(shí)經(jīng)過理論推導(dǎo)后表明，電流環(huán)的截止頻率與逆變器的開關(guān)周期有關(guān)，并且近似為一個(gè)正比關(guān)系，而相位裕度能達(dá)到65.3°。所有的性能指標(biāo)均保證了電流環(huán)快速的跟隨性與穩(wěn)定性。

3.2 速度環(huán)控制模型

速度環(huán)作為電機(jī)矢量控制的外環(huán)，影響著電機(jī)的調(diào)速性能和轉(zhuǎn)矩輸出。對(duì)于永磁同步電機(jī)，其轉(zhuǎn)矩方程如下(忽略摩擦)：

(20)

式中，Te與TL分別為電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩；J為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；ωm為電機(jī)的機(jī)械角速度。

對(duì)于一般的隱極式永磁同步電機(jī)而言，當(dāng)采用id=0的矢量控制方式時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩可通過式(21)求得：

Te=1.5Pψfiq

(21)

式中，P為電機(jī)的極對(duì)數(shù)。

電流環(huán)的時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于速度環(huán)的時(shí)間常數(shù)，故當(dāng)速度閉環(huán)控制后，電流內(nèi)環(huán)可以近似地等效為一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)，這也從側(cè)面說明電流閉環(huán)控制改造了控制對(duì)象，加快了電流的跟隨作用。結(jié)合式(20)、式(21)兩個(gè)方程，對(duì)于隱極式永磁同步電機(jī)，整個(gè)速度控制的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示。

圖6 PMSM速度環(huán)控制框圖Fig.6 Control block diagram of speed loop for PMSM

根據(jù)圖6所示的控制框圖，速度環(huán)的傳遞函數(shù)可以寫成：

(22)

式中，Ton=Tci+Tf。Ton、Tci和Tf分別為速度環(huán)、電流環(huán)和速度濾波環(huán)節(jié)的等效時(shí)間常數(shù)。

速度環(huán)作為控制外環(huán)，應(yīng)當(dāng)具備良好的抗擾性能，因此速度環(huán)首選典型II型系統(tǒng)[17]。典型II型系統(tǒng)一個(gè)很重要的參數(shù)是中頻寬h，工程上一般把中頻寬設(shè)計(jì)成5，經(jīng)過這樣的分析后，速度PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)也能隨之確定。

(23)

速度環(huán)的增益為1時(shí)，即|Fos(s)|=1，經(jīng)過一定的計(jì)算可以證明，其截止頻率為：

fos=0.0886/Ton

(24)

相位裕度可以達(dá)到41.13°。通過2.2小節(jié)對(duì)電機(jī)速度環(huán)數(shù)學(xué)模型的分析，在合理配置速度PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)后，結(jié)果表明速度環(huán)的截止頻率與逆變器的開關(guān)頻率沒有直接關(guān)系，相位裕度也足夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4 仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證

4.1 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果

對(duì)一臺(tái)隱極式永磁同步電機(jī)進(jìn)行仿真驗(yàn)證與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，電機(jī)電氣參數(shù)及其控制系統(tǒng)參數(shù)見表1，其完整的矢量控制框圖如圖7所示。

表1 隱極式永磁同步電機(jī)參數(shù)Tab.1 Parameters of nonsalient-pole permanent magnet synchronous machine

如圖7所示，在通常的永磁同步電機(jī)矢量框架上，附加的電流掃頻信號(hào)和速度掃頻信號(hào)分別用于電流環(huán)和速度環(huán)波特圖的在線辨識(shí)，兩種掃頻信號(hào)均是由一定頻率范圍內(nèi)的一系列正弦信號(hào)組成。為了詳細(xì)說明在線辨識(shí)功能如何實(shí)現(xiàn)，主要原理框圖如圖8所示。

圖7 永磁同步電機(jī)矢量控制框圖Fig.7 Vector control block diagram of PMSM

圖8 電流環(huán)與速度環(huán)在線辨識(shí)原理圖Fig.8 Online identification schematic of current loop and speed loop

一定頻率范圍內(nèi)的正弦掃頻信號(hào)添加在參考信號(hào)端，當(dāng)其通過待辨識(shí)系統(tǒng)后，因?yàn)榇孀R(shí)系統(tǒng)可以近似地等效為一個(gè)線性時(shí)不變系統(tǒng)，因此掃頻信號(hào)產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)為相同頻率的正弦信號(hào)，只是幅度與相位不同。然后將掃頻輸入信號(hào)與其響應(yīng)信號(hào)用于自適應(yīng)濾波算法求解，由于自適應(yīng)濾波器可以近似等效為一個(gè)帶通濾波器，故可以求得響應(yīng)信號(hào)中特定頻率的幅度和相位，與掃頻輸入信號(hào)比較，進(jìn)而可以計(jì)算得到頻率響應(yīng)。

在MATLAB/SIMULINK中搭建圖7所示的永磁同步電機(jī)矢量控制仿真模型，并使用自適應(yīng)噪聲消除原理，通過LMS算法能夠在線辨識(shí)得到不同開關(guān)頻率下的電流環(huán)與速度環(huán)的頻率響應(yīng)，用于與理論結(jié)果對(duì)比分析。仿真結(jié)果如圖9和圖10所示。

圖9 不同開關(guān)頻率的電流環(huán)波特圖(仿真結(jié)果)Fig.9 Current loop bode diagram with different switching frequency (simulation result)

圖10 不同開關(guān)頻率的速度環(huán)波特圖(仿真結(jié)果)Fig.10 Speed loop bode diagram with different switching frequency (simulation result)

為了驗(yàn)證所提出的新方法的準(zhǔn)確性和有效性，采用了美國TI公司提供的TMS320F28335數(shù)字控制芯片對(duì)一臺(tái)隱極式永磁同步電機(jī)進(jìn)行id=0的矢量控制實(shí)驗(yàn)，并使用頻率響應(yīng)分析儀來測(cè)量不同開關(guān)頻率下的電流環(huán)與速度環(huán)波特圖，實(shí)驗(yàn)裝置如圖11所示。

圖11 實(shí)驗(yàn)裝置Fig.11 Experimental setup

在電機(jī)轉(zhuǎn)速為600r/min的穩(wěn)態(tài)情況下使用頻率響應(yīng)分析儀測(cè)量得到的不同開關(guān)頻率下的電流環(huán)與速度環(huán)波特圖如圖12和圖13所示。

圖13 不同開關(guān)頻率的速度環(huán)波特圖(實(shí)驗(yàn)結(jié)果)Fig.13 Speed loop bode diagram with different switching frequency (experimental result)

4.2 結(jié)果分析與討論

根據(jù)仿真與實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)以及波特圖，相應(yīng)地就可以求得內(nèi)外控制環(huán)的截止頻率以及相位裕度，完整的結(jié)果見表2和表3。

表2 不同開關(guān)頻率電流環(huán)性能指標(biāo)Tab.2 Performance indicators of current loop under different switching frequency

表3 不同開關(guān)頻率速度環(huán)性能指標(biāo)Tab.3 Performance indicators of speed loop under different switching frequency

從表2和表3中可以發(fā)現(xiàn)，無論是對(duì)于電流控制環(huán)還是速度控制環(huán)，仿真所得到的數(shù)據(jù)結(jié)果均與理論分析結(jié)果相差無幾，一方面是因?yàn)榉抡姝h(huán)境沒有額外因素的干擾，另一方面也驗(yàn)證了所提出的新辨識(shí)方法的正確性與有效性。但觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，電流控制環(huán)與速度控制環(huán)的截止頻率均比理論分析結(jié)果小一些，相位裕度也是如此，這主要是由于實(shí)驗(yàn)中其他因素的干擾，比如信號(hào)采樣濾波環(huán)節(jié)帶來的延遲，算法執(zhí)行環(huán)節(jié)帶來的延遲等。同時(shí)由于真實(shí)電機(jī)系統(tǒng)的復(fù)雜性以及非線性，測(cè)量控制環(huán)波特圖時(shí)，必須合理地考慮掃頻小信號(hào)幅值與參考指令值的比例，比例過小可能會(huì)導(dǎo)致掃頻小信號(hào)在反饋信號(hào)中沒有體現(xiàn)，比例過大可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的異常運(yùn)行。

5 結(jié)論

基于一種自適應(yīng)噪聲消除技術(shù)的應(yīng)用，提出了一種基于正弦形式小信號(hào)注入的頻率響應(yīng)辨識(shí)的新算法，并且在理論上證明了算法的正確性。同時(shí)針對(duì)永磁電機(jī)的矢量控制方法，合理地建立了電機(jī)內(nèi)外控制環(huán)的數(shù)學(xué)模型,通過控制器最優(yōu)整定方法設(shè)置控制參數(shù)后，指出了電流控制環(huán)的截止頻率近似地與逆變器的開關(guān)頻率成正比，而速度控制環(huán)的截止頻率則與轉(zhuǎn)速測(cè)量濾波環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)有關(guān)，仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果均驗(yàn)證了新算法的有效性。本文提出的在線頻率響應(yīng)辨識(shí)的新方法適用于任何機(jī)電控制系統(tǒng)，從而為從頻域角度分析系統(tǒng)控制性能提供了一種途徑，同時(shí)特有的在線參數(shù)辨識(shí)技術(shù)能自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器的控制參數(shù)，能提高系統(tǒng)的控制效果，但硬件的計(jì)算能力可能滿足不了某些復(fù)雜的在線辨識(shí)算法，未來穩(wěn)定可靠的辨識(shí)算法仍然是研究熱點(diǎn)。