Идентификация параметров асинхронного двигателя с автокоррелированной ошибкой по скорости
Автор: Иванов Д.В., Сандлер И.Л., Макаров С.И.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Информатика, вычислительная техника и управление
Статья в выпуске: 3 т.26, 2024 года.
Бесплатный доступ
В статье предложен метод параметрической идентификации асинхронных двигателей с автокоррелированной ошибкой по скорости. Скорость вращения асинхронного вала электродвигателя в реальных системах идентификации всегда измеряется с ошибками. Ошибки могут быть связаны как с погрешностями датчиков определения скорости, так и с погрешностями, возникающими при определении скорости без датчиков. Дискретизация, а также оценивание значений производных, также вносит дополнительные погрешности. Обычно значения автокорреляционнной функции ошибки неизвестны. В статье предложен метод параметрической идентификации асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором на основе расширенных инструментальных переменных. Результаты моделирования показали, что предложенный метод идентификации на основе расширенных инструментальных переменных (РИП), позволяет получать более точные оценки параметров, чем используемый в таких случаях метод наименьших квадратов (МНК). Результаты данной статьи могут быть применены при разработке систем предиктивной диагностики.
Асинхронный двигатель, ошибки в переменных, метод наименьших квадратов, к-параметры, состоятельная оценка, автокоррелированная помеха, ошибка по скорости
Короткий адрес: https://sciup.org/148329370
IDR: 148329370 | УДК: 519.254 | DOI: 10.37313/1990-5378-2024-26-3-130-139
Identification of parameters of an induction motor with auto-correlated speed error
The article proposes a method for parametric identification of asynchronous motors with autocorrelated speed error. The rotation speed of an asynchronous motor shaft in real identification systems is always measured with errors. Errors can be associated both with errors in speed determination sensors and with errors that arise when determining speed without sensors. Errors can be associated both with errors in speed determination sensors and with errors that arise when determining speed without sensors. Discretization, as well as estimation of derivative values, also introduces additional errors. Typically, the values of the autocorrelation error function are unknown. The article proposes a method for parametric identification of squirrel-cage induction motors based on extended instrumental variables. The simulation results showed that the proposed identification method based on extended instrumental variables (EIV) allows us to obtain more accurate parameter estimates than the least squares method (OLS) used in such cases. The results of this article can be applied in the development of predictive diagnostic systems.
Список литературы Идентификация параметров асинхронного двигателя с автокоррелированной ошибкой по скорости
- Каширских, В.Г. Динамическая идентификация асинхронных электродвигателей / В.Г. Каширских – Кемерово: ГУ КузГТУ, 2005. – 140 с.
- Cirrincione, M. Power Converters and AC Electrical Drives with Linear Neural Networks / M. Cirrincione, M. Pucci, G. Vitale – Boca Raton: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2012. – 661c.
- Toliyat, H.A. A review of RFO induction motor parameter estimation techniques / H.A. Toliyat, E. Levi, М. Raina // IEEE Trans. Energy Convers – 2003.–N18. – С. 271–283.
- A review of parameter estimators and controllers for induction motors based on artifi cial neural networks / Gutierrez-Villalobos, G.M. и [др.] // Neurocomputing – 2013. –Vol. 118. – C.87-100. https://doi.org/10.1016/j.necom.2013.02.018.
- Боловин, Е.В. Критический экспертный анализ методов идентификации параметров асинхронных двигателей / Е.В. Боловин // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. – 2015. – № 1(58). – С. 7-27.
- A Review on Parameters Identifi cation Methods for Asynchronous Motor / X. Zhan [и др.] //International Journal of Advanced Computer Science and Applications – 2015. –Vol.6, N1. – P. 104-109. http://dx.doi.org/10.14569/IJACSA.2015.060115.
- Parameter Identifi cation of Inverter-Fed Induction Motors: A Review/ J. Tang [и др.]// – 2018.– T. 11, 2194. https://doi.org/10.3390/en11092194.
- Ivanov D.V. Identifi cation of parameters of induction motor with error of speed sensor / D. V. Ivanov [и др.] // Journal of Physics: Conference Series. – 2022. – Vol. 2176, N 1. – P. 012027. – DOI 10.1088/1742-6596/2176/1/012027.
- Söderström T., Stoica, P. Instrumental Variable Methods for System Identifi cation. Berlin: Springer, 1983. 245 p.
- Söderström, T. A generalized instrumental variable method for errors-in-variables/ T. Söderström // Automatica. – 2011. – Vol. 47, N8. – P. 1656–1666. – DOI: 10.1016/j.automatica.2011.05.010.
- Ivanov, D.V. Identifi cation of Fractional Linear Dynamical Systems with Autocorrelated Errors in Variables by Generalized Instrumental Variables / D.V. Ivanov, I.L. Sandler, E.V. Kozlov // IFACPapersOnLine. – 2018. – Vol. 51, N32, P. 580-584. – DOI 10.1016/j.ifacol.2018.11.485.
- Stephan, J. Real-time estimation of the parameters and fl uxes of induction motors/ J. Stephan, M. Bodson, J. Chiasson // IEEE Transactions on Industry Applications. – 1994. – Vol. 30, N 3, P. 746-759, doi: 10.1109/28.293725.
- Ivanov, D.V. Numerically stable algorithm for identifi cation of linear dynamical systems by extended instrumental variables / D.V. Ivanov and A.I. Zhdanov // Journal of Physics: Conference Series. – 2021. – Vol. 1745, N 1. – P. 012077. –DOI: 10.1088/1742-6596/1745/1/012077.
- Björck, Å. Iterative refi nement of linear least squ ares solut ions / Å. Björck, // BIT Numerical Mathematics.– 1994. – N7. P. 257–278. https://doi.org/doi:10.1007/BF01939321.
- Ivanov, D.V. Symmetrical Augmented System of Equations for the Parameter Identifi cation of Discrete Fractional Systems by Generalized Total Least Squares / D.V. Ivanov and A.I. Zhdanov//Mathematics. – 2021. – Vol. 9, N 24: 3250. https://doi.org/10.3390/math9243250
- Van Huffel, S. Analysis and properties of the generalized total least squares problem AX≈B, when some or all columns in A are subject to error / S. van Huffel, J. Vandewalle // SIAM J. matrix anal. appl. – 1989. – Vol. 10 N3, P. 294-315.
