發(fā)布時間：2020-05-28 04:37

【摘要】：永磁同步電機由于其功率因數(shù)高、啟動轉矩大、啟動時間短、過載能力強等優(yōu)點,在機械臂、機器人、電動汽車等領域得到廣泛應用。永磁同步電機矢量控制技術和直接轉矩控制技術從提出以來到目前已經(jīng)得到了飛速的發(fā)展,但是由于矢量控制需要復雜的轉子旋轉坐標系變換計算,以及矢量控制對電機參數(shù)比較敏感導致電機實際轉矩存在大量諧波;傳統(tǒng)的直接轉矩控制技術雖然使用兩個Bang-Bang控制器分別對電磁轉矩和定子磁鏈幅值進行控制,響應較為迅速,但是同樣存在較大的磁鏈和轉矩脈動。由于神經(jīng)網(wǎng)絡技術對參數(shù)的不敏感,以及神經(jīng)網(wǎng)絡較強的非線性擬合能力,故可以利用深度學習神經(jīng)網(wǎng)絡來替代矢量控制技術中復雜的數(shù)學變換以及直接轉矩控制中的轉矩和磁鏈運算,從而達到減小轉矩脈動的效果。本文以永磁同步電機為控制對象,對基于深度學習的電機控制策略進行相關的仿真研究以及實物研究。本文首先基于DNN神經(jīng)網(wǎng)絡設計出一種新型的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng),并用MATLAB2017b/Simulink設計了基于DNN神經(jīng)網(wǎng)絡的永磁同步電機的仿真控制模型。仿真結果表明:基于DNN神經(jīng)網(wǎng)絡的永磁同步電機控制系統(tǒng)有效的降低了電機仿真運行時約95%的轉矩脈動諧波,轉矩脈動系數(shù)從傳統(tǒng)PI矢量控制的0.15降低為0.0075,同時改善了模型輸出的定子三相電流波形。然后,搭建了基于SGMJV-08AAA61永磁同步電機的硬件控制平臺。其中設計了電機驅動、控制硬件電路以及電流、溫度和轉速采集硬件電路,畫出相應的PCB板,并手工焊接調試,最終調試成功。用該平臺做轉矩波動抑制效果的實驗,實驗結果表明:基于DNN神經(jīng)網(wǎng)絡的永磁同步電機控制系統(tǒng)有效的減小了約83%的電機轉矩諧波,轉矩脈動系數(shù)從傳統(tǒng)PI矢量控制模型的0.12降低為0.015,具有工程應用的可行性。最后,提出一種基于DNN神經(jīng)網(wǎng)絡的永磁同步電機直接轉矩控制系統(tǒng),并做了相關仿真研究。仿真結果表明:基于DNN神經(jīng)網(wǎng)絡的直接轉矩控制系統(tǒng)在電磁轉矩波動、轉速波動和定子磁鏈波動方面較傳統(tǒng)直接轉矩控制系統(tǒng)取得一定的改善。
【圖文】：

第二章 電機數(shù)學模型及控制技術第二章 電機數(shù)學模型及控制技術§2.1 永磁同步電機機械結構永磁同步電機由內部的定子、轉子、永磁體和定子繞組組成。三相永磁同步電機有著對稱的三相定子繞組，其電機內部的轉子上裝有由特殊材料構成的永磁部件，電機的定子和轉子通過兩者之間的空間磁場進行耦合。如果三相永磁同步電機的轉子磁路物理結構不相同，則電機相應的控制策略、運行性能、應用場景和機械制造工藝也不相同。根據(jù)永磁體在三相永磁同步電機轉子上的位置差異（即轉子結構不同）可以將三相永磁同步電機分為表貼式和內置式兩種結構[24]，如圖 2-1 所示：

料制造的表貼式永磁同步電機內部的轉子步電機內部的轉子結構由于其相鄰兩個磁極置式永磁同步電機的轉子結構屬于凸極轉子§2.2 永磁同步電機數(shù)學模型機是一個控制方程較為復雜的非線性系統(tǒng)，機控制算法，建立合適的數(shù)學模型就顯得十靜止坐標系據(jù)定子繞組電流流向并由右手螺旋定則判斷分別為 A、B、C，并且此坐標系相對于定子相坐標系，則永磁同步電機在三相靜止坐標
【學位授予單位】：桂林電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM341

【參考文獻】

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本文編號：2684720