本文關(guān)鍵詞： 永磁同步電機(jī) 快速終端滑�？刂� 分?jǐn)?shù)階積分滑模 基于模型的設(shè)計(jì)　出處：《南京理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有能量密度高、控制簡(jiǎn)單、精度高等優(yōu)點(diǎn),在高精度加工、機(jī)器人、航空航天、武器系統(tǒng)和電動(dòng)汽車等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。本質(zhì)上PMSM是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合、變參數(shù)、非線性的復(fù)雜系統(tǒng),存在參數(shù)時(shí)變、電流耦合、以及外部擾動(dòng)等不確定因素,直接影響著其控制系統(tǒng)性能的提高。本文以某坦克武器炮控系統(tǒng)中PMSM調(diào)速系統(tǒng)為研究對(duì)象。開展了有關(guān)PMSM電磁參數(shù)辨識(shí)、電流解耦控制、基于滑模理論的速度控制策略、以及基于模型設(shè)計(jì)的調(diào)速系統(tǒng)自動(dòng)代碼生成技術(shù)相關(guān)研究。探索了適合于坦克炮控系統(tǒng)的高性能PMSM調(diào)速系統(tǒng)的控制策略和實(shí)現(xiàn)方法。論文首先建立了表貼式PMSM的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)PMSM模型中的電磁參數(shù)時(shí)變問題,設(shè)計(jì)了模型參考自適應(yīng)辨識(shí)算法對(duì)PMSM電磁參數(shù)進(jìn)行了在線辨識(shí),通過建立加權(quán)二次型性能指標(biāo)函數(shù),將參數(shù)辨識(shí)問題轉(zhuǎn)化成為優(yōu)化問題,采用新型綜合學(xué)習(xí)粒子群算法對(duì)辨識(shí)問題進(jìn)行求解,仿真結(jié)果表明該方法具有較高的辨識(shí)精度。其次,針對(duì)PMSM調(diào)速系統(tǒng)采用i_d~*= 0矢量控制實(shí)現(xiàn)電流解耦存在動(dòng)態(tài)解耦能力弱、解耦效果欠佳的問題,論文采用基于全局快速終端滑�？刂�(Global Fast Terminal Sliding Mode Control,GFTSMC)理論設(shè)計(jì)了電流解耦控制器,實(shí)現(xiàn)PMSM的電流解耦控制。鑒于調(diào)速系統(tǒng)存在時(shí)變、耦合等不確定性因素,引入自適應(yīng)律,設(shè)計(jì)了自適應(yīng)全局快速終端滑�？刂撇呗�(Adaptive Global Fast Terminal Sliding Mode Control,AGFTSMC),對(duì)PMSM不確定性因素進(jìn)行抑制,以提高所設(shè)計(jì)電流解耦控制策略的魯棒性。仿真結(jié)果表明采用AGFTSMC策略能夠提高電流解耦能力,同時(shí)抗擾動(dòng)性能也有所提高。再次,為了改善調(diào)速系統(tǒng)的控制精度和魯棒性,采用滑�？刂撇呗栽O(shè)計(jì)速度控制器。針對(duì)基本雙冪次趨近律存在收斂時(shí)間長(zhǎng)、待整定參數(shù)多、計(jì)算復(fù)雜度高等缺點(diǎn),難以滿足PMSM調(diào)速系統(tǒng)需求,提出了新型雙冪次趨近律。結(jié)合被控對(duì)象的特點(diǎn)、分?jǐn)?shù)階微積分的優(yōu)勢(shì)以及滑�？刂频膬�(yōu)點(diǎn),設(shè)計(jì)了分?jǐn)?shù)階積分滑模控制策略作為PMSM調(diào)速系統(tǒng)速度控制器。鑒于PMSM調(diào)速系統(tǒng)存在外部擾動(dòng),結(jié)合擴(kuò)展觀測(cè)器理論,設(shè)計(jì)了擴(kuò)展觀測(cè)器對(duì)外部擾動(dòng)進(jìn)行觀測(cè),且以前饋的方式引入控制器以提高調(diào)速系統(tǒng)的魯棒性。最后,針對(duì)坦克炮控系統(tǒng)的實(shí)際工作場(chǎng)景,設(shè)計(jì)了適合于坦克炮控系統(tǒng)的PMSM調(diào)速系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。鑒于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)軟件開發(fā)模式實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制策略存在周期長(zhǎng)、產(chǎn)品穩(wěn)健性差等缺點(diǎn),采用基于模型的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行調(diào)速系統(tǒng)軟件的開發(fā)。同時(shí)在搭建的PMSM調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)驗(yàn)證了本文工作的有效性。
[Abstract]:Permanent Magnet Synchronous Motor ( PMSM ) has the advantages of high energy density , simple control , high precision , etc . It is widely used in high precision machining , robot , aerospace , weapon system and electric automobile . In order to improve the control accuracy and robustness of the speed control system , a new kind of speed controller for PMSM speed control system is designed based on the characteristics of the controlled object , the advantage of fractional calculus and the advantages of sliding mode control .

【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP273;TM341

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1480153