一、原理介绍
之前已经介绍了递推最小二乘法进行电气参数辨识,在实时参数辨识中,协方差矩阵P和增益矩阵K是用于更新参数估计的重要工具,而系统参数变化时,P、K矩阵会逐渐减小,导致数据饱和。数据饱和与参数迟滞是实时参数辨识中常见的问题,可能导致估计的不准确,为了解决这些问题,现代RLS算法引入了遗忘因子λ的概念。通过在每次迭代中对历史数据进行“遗忘”,即降低其权重,使算法能够适应数据变化,减少过往数据对当前估计的影响,从而提高实时性和灵活性。这种改进能够有效减小协方差矩阵的饱和度,从而增强新数据在参数估计中的作用。这一机制使得RLS在处理参数变化缓慢的情况下,仍能够保持较高的实时更新性能和收敛速度,而无需对噪声序列的概率特性有预先了解。
二、仿真模型
在MATLAB/simulink里面验证所提算法,搭建FFRLS辨识SPMSM电阻、电感和转子磁链仿真。采用和实验中一致的控制周期1e-4,电机部分计算周期为1e-6。仿真模型如下所示:
仿真工况:初始转速给定信号为1200rpm,2s增加负载转矩,4s给定转速阶跃到1400rpm
将传统RLS与FFRLS进行比较
2.1 电阻辨识
2.2 电感辨识
2.3 转子磁链辨识
算法控制步长为1e-4,可以看出相比于传统RLS,FFRLS收敛速度明显加快,并且可以维持稳态误差与RLS相等。
计算最差稳态工况辨识效果,电阻辨识精度97.3%,电感辨识精度99%,转子磁链辨识精度99.9%。
接下来,在MATLAB/simulink里面验证所提算法,搭建FFRLS辨识IPMSM电阻、dq轴电感和转子磁链仿真。采用和实验中一致的控制周期1e-4,电机部分计算周期为1e-6。仿真模型如下所示:
2.4 电阻辨识
2.5 电感辨识
d轴电感
q轴电感
2.6 转子磁链辨识
效果与SPMSM基本一致,算法控制步长为1e-4,计算最差稳态工况辨识效果,电阻辨识精度97.4%,d轴电感辨识精度97.4%,q轴电感辨识精度99.9%,转子磁链辨识精度99.9%
总体来说,遗忘因子的调整并不困难,但需要至于遗忘因子的取值,需要权衡动态性能和波动,我觉得加入之后效果还是要比传统RLS要好的。