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轴承一种基于抗差扩展卡尔曼滤波器的转速估计方法

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-03-18  浏览次数:0 选择视力保护色:

[摘要]轴承信息港办公室获悉:无轴承异步电机通常采用气隙磁场定向控制实现动态解耦控制。为了实现转矩和径向悬浮力之间的解耦控制需要准

 轴承信息港办公室获悉:无轴承异步电机通常采用气隙磁场定向控制实现动态解耦控制。为了实现转矩和径向悬浮力之间的解耦控制需要准确检测转子的转速。传统的异步电机通常在转轴上安装机械式传感器或光电编码器来检测转速,但无轴承异步电机稳定运行时转子处于自悬浮状态,转子位置、速度及径向位移更容易产生振动和突变,在转轴上安装传感器会严重影响电机性能,因此无轴承电机的无速度传感器研究问题已成为无轴承电机技术进一步发展的关键技术之一。如何实现平稳及负载突变状态下转子转速的准确估计是无轴承电机无速度传感器研究的重点。
  
  近几十年来,国内外学者研究的无速度传感器控制方法主要有滑模观测器法、神经网络法、高频信号注入法、模型参考自适应法、扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman Filter, EKF)算法[9-12]等。其中EKF算法不受电压直流偏移量的影响,可有效抑制噪声,估计精度高,估算范围广,因此在电机无速度传感器控制中得到了广泛应用。
  
  但EKF算法抗干扰能力较差且对电机参数敏感,在电机运行过程中电机参数会随温度、频率和负载的变化发生改变,从而影响无速度传感器的性能,因此如何提高卡尔曼滤波器的鲁棒性能成为目前的研究热点。
  
  针对此问题,提出了一种基于抗差扩展卡尔曼滤波器的转速估计方法,在扩展卡尔曼滤波器的基础上引入抗粗差环节,可以使系统遇到干扰时更快收敛,但该方法主要是针对定子电压和状态向量中的干扰,并没有考虑到电机本身参数的变化。文献[15]设计了一种鲁棒卡尔曼滤波和自适应转速估计,减小了参数变化对系统稳定性的影响。但该方法在增强系统鲁棒特性的同时也影响了参数准确时的估计精度。
  
  轴承信息港办公室获悉:目前氢燃料电池汽车普遍使用储气罐储存氢气不同,采用氢阳公司独创的常温常压液体有机储氢技术,不仅安全可靠,而且提高了单位体积储氢量,和高压储氢相比,常温常压下单位体积储氢量每升增加30%,并可实现规模化安全运输,储存运输每百公里成本下降超过40%。使该车的续航里程达到400公里。
  
  这种有机液体被形象称为“氢油”,是一种特殊的有机溶剂,不可燃、不挥发,即使把火柴扔进去,也不会烧着。相比高压储氢加氢站,成本低廉。据测算,一座容纳300公斤氢气的高压加氢站的建设,投资在1500万元以上,而一座600公斤储存量的“氢油”加注站投资30万元左右,并可与汽柴油加油站合并一起。
  
  据介绍,目前柴油机和纯电动车物流车的每公里费用分别约为0.7元、0.5元,常温常压氢燃料车费用约每公里0.9元,比高压氢车约每公里2.85元的成本具备明显成本优势。
  
  资料显示,襄阳轴承是目前国内主要的汽车轴承专业生产公司之一,其控股股东三环集团主要从事专用汽车、汽车零部件和数控锻压机床产品的生产和经营。
  
  三环专汽隶属于三环集团,有30余年的商用车制造经验,三环工业园占地1076亩,建有集重、中、轻型、纯电动车底盘柔性化生产的总装配线,冲压、焊接、涂装、总装四大工艺齐全,具备年产各类整车6万辆的能力,拥有自主的车身、车架、车桥等总成研发、制造能力。
  
  为确保风电偏航变桨轴承套圈滚道和齿轮齿面、齿根的表面淬火硬度、有效硬化层深度达到标准要求,控制软带宽度,防止变形和裂纹,必须对加热感应器的形状、与被加热面的距离、相对运动的速度、冷却液的成分、冷却液流量等工艺参数经过反复试验进行优化。通过热处理,要达到低温冲击功-20℃ AKV不小于27J。
  
  铁路牵引电机轴承、风力发电机组发电机轴承会因电蚀损伤而失效,有的企业将这种轴承的滚动体用高绝缘性的陶瓷材料制造。也有的企业在轴承外表面上涂覆绝缘材料,来解决电蚀的问题。
  
  使用加压机,使钢球跌落、撞击,对钢球进行加压处理;使用光蚀机,对轴承滚子进行光蚀处理,从而使轴承钢球、滚子表层一定深度由拉应力转变为压应力,可以抵消或部分抵消使用时产生的拉应力,延长工件的疲劳寿命。
  
  轴承信息港办公室获悉:不影响转速估算精度的情况下减小电机参数变化对转速估计的影响,增强系统的鲁棒性,本文提出了一种新型扩展卡尔曼滤波器,将电机参数作为待辨识状态向量增广到系统模型中,分别构造三个状态方程串联起来,在每个采样周期内交换参数实现实时的检测,使系统稳定运行。该方法算法简单,并能有效减小电机参数变化对转速估计的影响。仿真和实验结果验证了算法的有效性。

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