本文關(guān)鍵詞： 永磁同步電機 快速終端滑模控制 分數(shù)階積分滑模 基于模型的設(shè)計　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(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有能量密度高、控制簡單、精度高等優(yōu)點,在高精度加工、機器人、航空航天、武器系統(tǒng)和電動汽車等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。本質(zhì)上PMSM是一個多變量、強耦合、變參數(shù)、非線性的復(fù)雜系統(tǒng),存在參數(shù)時變、電流耦合、以及外部擾動等不確定因素,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)為研究對象。開展了有關(guān)PMSM電磁參數(shù)辨識、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)計的調(diào)速系統(tǒng)自動代碼生成技術(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)的控制策略和實現(xiàn)方法。論文首先建立了表貼式PMSM的數(shù)學(xué)模型。針對PMSM模型中的電磁參數(shù)時變問題,設(shè)計了模型參考自適應(yīng)辨識算法對PMSM電磁參數(shù)進行了在線辨識,通過建立加權(quán)二次型性能指標函數(shù),將參數(shù)辨識問題轉(zhuǎn)化成為優(yōu)化問題,采用新型綜合學(xué)習(xí)粒子群算法對辨識問題進行求解,仿真結(jié)果表明該方法具有較高的辨識精度。其次,針對PMSM調(diào)速系統(tǒng)采用i_d~*= 0矢量控制實現(xiàn)電流解耦存在動態(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模控制(Global Fast Terminal Sliding Mode Control,GFTSMC)理論設(shè)計了電流解耦控制器,實現(xiàn)PMSM的電流解耦控制。鑒于調(diào)速系統(tǒng)存在時變、耦合等不確定性因素,引入自適應(yīng)律,設(shè)計了自適應(yīng)全局快速終端滑模控制策略(Adaptive Global Fast Terminal Sliding Mode Control,AGFTSMC),對PMSM不確定性因素進行抑制,以提高所設(shè)計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,同時抗擾動性能也有所提高。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)計速度控制器。針對基本雙冪次趨近律存在收斂時間長、待整定參數(shù)多、計算復(fù)雜度高等缺點,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)合被控對象的特點、分數(shù)階微積分的優(yōu)勢以及滑�？刂频膬�(yōu)點,設(shè)計了分數(shù)階積分滑�？刂撇呗宰鳛镻MSM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,結(jié)合擴展觀測器理論,設(shè)計了擴展觀測器對外部擾動進行觀測,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,針對坦克炮控系統(tǒng)的實際工作場景,設(shè)計了適合于坦克炮控系統(tǒng)的PMSM調(diào)速系統(tǒng)的硬件平臺。鑒于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)軟件開發(fā)模式實現(xiàn)復(fù)雜控制策略存在周期長、產(chǎn)品穩(wěn)健性差等缺點,采用基于模型的設(shè)計方式進行調(diào)速系統(tǒng)軟件的開發(fā)。同時在搭建的PMSM調(diào)速系統(tǒng)實驗測試平臺驗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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP273;TM341

【參考文獻】

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本文編號：1480153