發(fā)布時間：2020-04-29 13:34

【摘要】：永磁同步電動機具有功率密度高、損耗低、轉(zhuǎn)矩慣性比大等優(yōu)點,因此在航空航天、工業(yè)制造等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。模型預(yù)測電流控制具有動態(tài)響應(yīng)快、簡單易實現(xiàn)、無需權(quán)重系數(shù)調(diào)節(jié)等優(yōu)點,已應(yīng)用于永磁同步電動機上。三矢量模型預(yù)測電流控制是模型預(yù)測電流控制的一種改進策略,三矢量模型預(yù)測電流控制策略在每個采樣周期需要對六組電壓矢量進行尋優(yōu),以找出最優(yōu)的一組電壓矢量組合,這一過程導(dǎo)致計算量較大。同時三矢量模型預(yù)測電流控制策略是一種基于模型的控制策略,當(dāng)電機參數(shù)不匹配時會產(chǎn)生電流靜差,針對三矢量模型預(yù)測電流控制策略計算量大以及電機參數(shù)不匹配引起的電流靜差問題,本文以永磁同步電動機為控制對象,研究了一種減小電流靜差的低復(fù)雜度三矢量模型預(yù)測電流控制策略。首先對三矢量模型預(yù)測電流控制策略中最優(yōu)電壓矢量組合的尋優(yōu)過程進行簡化,以減小三矢量模型預(yù)測電流控制的計算量,并引入龍貝格觀測器,用來觀測電機參數(shù)不匹配引起的擾動和不確定擾動量并進行補償,以減小電機參數(shù)不匹配引起的電流靜差。本文利用MATLAB仿真軟件建立了減小電流靜差的低復(fù)雜度三矢量模型預(yù)測電流控制策略的仿真模型,并且進行了仿真研究,同時在兩電平電壓源型逆變器驅(qū)動的永磁同步電動機控制系統(tǒng)上進行了實驗研究。仿真和實驗結(jié)果表明,與三矢量模型預(yù)測電流控制策略相比,低復(fù)雜度三矢量模型預(yù)測電流控制策略可以減小計算量,與低復(fù)雜度三矢量模型預(yù)測電流控制策略相比,減小電流靜差的低復(fù)雜度三矢量模型預(yù)測電流控制策略明顯減小了電機參數(shù)不匹配引起的電流靜差,降低了對電動機參數(shù)的依賴性。
【圖文】：

圖 4-2 實驗平臺Fig. 4-2 Experiment platform變頻器單元主要包括主電路、保護電路、驅(qū)動電路和傳感器及調(diào)理電路。保護電路對過壓、過流以及過熱信號進行處理，當(dāng)出現(xiàn)過壓、過流及過熱時，保護電路將封鎖PWM 輸出信號。傳感器及調(diào)理電路主要將電壓、電流分別由電壓傳感器、電流傳感器檢測，并且通過調(diào)理電路轉(zhuǎn)換成 DSP可處理的電壓信號。主電路如圖 4-3所示，主電路整體為交流-直流-交流結(jié)構(gòu)，整流部分由三相二極管不控整流電路組成，逆變部分由三相電壓型橋式逆變電路組成。直流母線上并聯(lián)了兩組 4個濾波電容 C1~C4，用于抑制電壓紋波。與濾波電容并聯(lián)的電阻 R1~R4 起著給濾波電容均壓的作用。在接通主電源后，由于主電路上的濾波電容開始充電，因此會產(chǎn)生較大的沖擊電流，故需要在濾波電容前端加入限流電阻 R1。在經(jīng)過初始的浪涌沖擊后，為了避免 R1 上存在電壓從而產(chǎn)生的損耗問題，故在電路進入正常運行狀態(tài)后，使得繼電器 K1吸合將限流電阻 R1 短接。H1~H3 是電流傳感器，用來檢測兩相電流和直流母線電流值H4 是電壓傳感器，用來檢測直流母線電壓等。本文實驗系統(tǒng)的控制對象為 2.4kW 的表貼式 PMSM，并且采用伺服驅(qū)動器驅(qū)動負載電機作為加載系統(tǒng)，以完成帶載測試。

圖 4-3 主電路拓撲Fig.4-3 Topology of main circuit4.2 減小電流靜差的低復(fù)雜度三矢量模型預(yù)測電流控制軟件設(shè)計4.2.1 軟件開發(fā)環(huán)境及軟件架構(gòu)本課題將 PE-View9 作為 DSP TMS320C6713 的開發(fā)軟件。PE-View9 是一個 DSP 集成開發(fā)環(huán)境，包括語言編輯（Edit）、編譯（Compile）、下載（Download）、監(jiān)視面板（Inspector）以及波形顯示（WAVE）等，如圖 4-4 所示。監(jiān)視面板主要用于顯示調(diào)速系統(tǒng)實時參數(shù)值、在線修改可調(diào)參數(shù)以及給定電機起動或停止指令，波形顯示功能可以實時顯示重要的控制指標(biāo)波形圖。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM341

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本文編號：2644631