本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)模型預(yù)測控制與無速度傳感器控制研究

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【摘要】：永磁同步電機(jī)具有體積小,效率高,功率密度大的特點(diǎn),作為一種高效節(jié)能的電機(jī),被廣泛應(yīng)用于航空航天、智能機(jī)器人、伺服機(jī)床等領(lǐng)域。模型預(yù)測控制作為一種新型的控制策略,與經(jīng)典的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制相比,具有原理簡單、處理非線性約束簡便等優(yōu)點(diǎn),吸引了大量研究學(xué)者的注意。本文對模型預(yù)測控制在永磁同步電機(jī)上的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究,并對它們的性能展開對比;為進(jìn)一步擴(kuò)大永磁同步電機(jī)的應(yīng)用范圍,本文還對無速度傳感器技術(shù)以及基于模型預(yù)測控制的永磁同步電機(jī)進(jìn)行了分析,并通過仿真和實驗驗證方法的有效性。為了進(jìn)行性能的比較,本文首先介紹了矢量控制,并對矢量控制的電流環(huán)調(diào)節(jié)器設(shè)計進(jìn)行了優(yōu)化,利用一臺2.2kW永磁同步電機(jī)對控制方法進(jìn)行了驗證。然后本文重點(diǎn)對模型預(yù)測控制進(jìn)行了研究。按照模型預(yù)測控制的分類本文分為兩部分進(jìn)行介紹,一是模型預(yù)測轉(zhuǎn)矩控制；二是模型預(yù)測電流控制。在模型預(yù)測轉(zhuǎn)矩控制中,單矢量模型預(yù)測轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)矩和磁鏈紋波較大。為提高模型預(yù)測的穩(wěn)態(tài)性能,本文在原有雙矢量模型預(yù)測轉(zhuǎn)矩控制的基礎(chǔ)上,提出一種優(yōu)化的模型預(yù)測控制,有效地減小了轉(zhuǎn)矩和磁鏈紋波。但是,由于未對第二個矢量的選擇進(jìn)行優(yōu)化,所以矢量選擇還有改進(jìn)的空間。本文進(jìn)一步提出廣義雙矢量模型預(yù)測控制,擴(kuò)大第二個電壓矢量的選擇范圍,使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能進(jìn)一步改善。在模型預(yù)測電流控制中,為減小計算量,提出一種快速矢量選擇法。考慮模型預(yù)測控制對電機(jī)參數(shù)的依賴性,進(jìn)一步提出一種無模型預(yù)測電流控制。與預(yù)測轉(zhuǎn)矩控制相同,為提高穩(wěn)態(tài)性能,引入雙矢量控制。本文提出廣義雙矢量模型預(yù)測電流控制,并與快速矢量選擇相結(jié)合,在提高計算速度的基礎(chǔ)上,改善了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能。最后,本文對永磁同步電機(jī)無速度傳感器控制技術(shù)進(jìn)行了研究。結(jié)合前人經(jīng)驗和永磁同步電機(jī)特點(diǎn)提出一種基于自適應(yīng)濾波的滑模觀測器方法,實現(xiàn)廠對轉(zhuǎn)子速度和轉(zhuǎn)子位置估計。為提高動態(tài)性能,還提出一種將電流模型和電壓模型相結(jié)合的磁鏈觀測器對速度和角度進(jìn)行觀測,并通過仿真驗證了理論的正確性。本文所有研究都是基于MATLAB自動代碼生成軟件平臺。這種方法快速、高效地實現(xiàn)了仿真到實驗的轉(zhuǎn)變,是一種價值很高的研究方法。
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM341

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本文編號：1205749