一、原理介紹
之前已經介紹了遞推最小二乘法進行電氣參數辨識,在實時參數辨識中,協方差矩陣P和增益矩陣K是用于更新參數估計的重要工具,而系統參數變化時,P、K矩陣會逐漸減小,導致數據飽和。數據飽和與參數遲滯是實時參數辨識中常見的問題,可能導致估計的不準確,為了解決這些問題,現代RLS算法引入了遺忘因子λ的概念。通過在每次迭代中對歷史數據進行“遺忘”,即降低其權重,使算法能夠適應數據變化,減少過往數據對當前估計的影響,從而提高實時性和靈活性。這種改進能夠有效減小協方差矩陣的飽和度,從而增強新數據在參數估計中的作用。這一機制使得RLS在處理參數變化緩慢的情況下,仍能夠保持較高的實時更新性能和收斂速度,而無需對噪聲序列的概率特性有預先了解。
二、仿真模型
在MATLAB/simulink里面驗證所提算法,搭建FFRLS辨識SPMSM電阻、電感和轉子磁鏈仿真。采用和實驗中一致的控制周期1e-4,電機部分計算周期為1e-6。仿真模型如下所示:
仿真工況:初始轉速給定信號為1200rpm,2s增加負載轉矩,4s給定轉速階躍到1400rpm
將傳統RLS與FFRLS進行比較
2.1 電阻辨識
2.2 電感辨識
2.3 轉子磁鏈辨識
算法控制步長為1e-4,可以看出相比于傳統RLS,FFRLS收斂速度明顯加快,并且可以維持穩態誤差與RLS相等。
計算最差穩態工況辨識效果,電阻辨識精度97.3%,電感辨識精度99%,轉子磁鏈辨識精度99.9%。
接下來,在MATLAB/simulink里面驗證所提算法,搭建FFRLS辨識IPMSM電阻、dq軸電感和轉子磁鏈仿真。采用和實驗中一致的控制周期1e-4,電機部分計算周期為1e-6。仿真模型如下所示:
2.4 電阻辨識
2.5 電感辨識
d軸電感
q軸電感
2.6 轉子磁鏈辨識
效果與SPMSM基本一致,算法控制步長為1e-4,計算最差穩態工況辨識效果,電阻辨識精度97.4%,d軸電感辨識精度97.4%,q軸電感辨識精度99.9%,轉子磁鏈辨識精度99.9%
總體來說,遺忘因子的調整并不困難,但需要至于遺忘因子的取值,需要權衡動態性能和波動,我覺得加入之后效果還是要比傳統RLS要好的。