【摘要】：伺服加載系統(tǒng)是一種在電機控制系統(tǒng)研制過程中重要的半實物仿真設(shè)備。因具有體積小、控制方式靈活穩(wěn)定、信號跟蹤能力強、加載分辨率高、工作環(huán)境整潔無污染等特點,電動伺服加載系統(tǒng)逐漸取代了傳統(tǒng)的液壓加載系統(tǒng)和機械加載系統(tǒng)。三相PWM整流器以能量可雙向流動、抗干擾能力強等優(yōu)勢,在電動伺服加載系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。本文對電動伺服加載系統(tǒng)用三相PWM整流器的動態(tài)響應(yīng)速度和抗干擾能力展開了研究。根據(jù)矢量控制理論,在三相靜止坐標系和兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系下分別建立了三相電壓型PWM整流器的時域數(shù)學模型。根據(jù)三相PWM整流器在電動伺服加載系統(tǒng)中的兩種不同工作模式,進一步討論了整流器的整流模型與饋能模型。針對同步而坐標下整流器辦軸電流存在耦合現(xiàn)象,研究了電流解耦控制算法。在負載突增和突減兩種情況下,對雙閉環(huán)PI控制下三相電壓型PWM整流器的響應(yīng)速度和抗干擾能力進行了分析。結(jié)合現(xiàn)有的快速響應(yīng)控制策略和協(xié)調(diào)控制方法,提出了變iq負載功率前饋協(xié)調(diào)控制方法。在負載突變時,把電容電壓變化率前饋為q軸電流給定值,同時將負載功率前饋至電流環(huán),通過補償有功電流的方式協(xié)調(diào)網(wǎng)側(cè)整流器與機側(cè)逆變器的功率平衡,避免了電壓環(huán)PI控制器輸出飽和所造成的整流器響應(yīng)滯后問題。針對傳統(tǒng)軟件鎖相環(huán)技術(shù)在不平衡電網(wǎng)下鎖相不足的問題,結(jié)合DSC延時濾波算法,改進了傳統(tǒng)軟件鎖相環(huán),通過兩次延時濾波,實現(xiàn)了不平衡電網(wǎng)下鎖相環(huán)的正常運行。針對整流器啟動過程中伴隨的浪涌電流現(xiàn)象,研究了浪涌電流分段抑制方法:在不控整流階段采取增設(shè)限流電阻的方式抑制電流;在PWM升壓整流階段,采用變iq控制算法和電壓指令斜坡給定算法,減緩系統(tǒng)的階躍電壓沖擊響應(yīng)。在Simulink環(huán)境下對三相PWM整流器進行了仿真研究。采用TMS320F28335作為三相PWM整流器的數(shù)字控制器,采用型號為SCT20N120的SiC MOSFET作為開關(guān)器件,設(shè)計了三相PWM整流器實驗平臺。結(jié)合硬件和理論研究,設(shè)計了系統(tǒng)軟件,通過實驗驗證了三相電壓型PWM整流器的快速響應(yīng)特性與強抗干擾能力,可滿足于在電動伺服加載系統(tǒng)中的應(yīng)用要求。
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM461
【圖文】：

圖 3.5 雙閉環(huán) PI 控制仿真（a）負載轉(zhuǎn)矩突增時直流電壓響應(yīng)曲線0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.00100200300400500600700t/SUdc/V0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.00100200300400500600700Udc/V

圖 3.9 負載功率前饋控制仿真2.2 負載功率前饋控制下三相 VSR 響應(yīng)性能分析為驗證負載功率前饋控制對三相 VSR 系統(tǒng)響應(yīng)性能的影響，本文在相同仿真參圖 3.9 所示的仿真模型中，對其進行了仿真研究。令負載轉(zhuǎn)矩由-10N.m 突變至+10模擬負載突增工況，令負載轉(zhuǎn)矩由+10N.m 突變至-10N.m 以模擬負載突減工況，流電壓響應(yīng)曲線，對兩種控制方法的控制效果進行了對比。（a）負載突增時直流電壓響應(yīng)對比圖0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.00100200300400500600700t/sUdc/V雙閉環(huán)PI負載功率前饋400500600700dc/V

西安科技大學全日制工程碩士學位論文（3.24）、式（3.25）可得 η 的選取規(guī)則為：***0,( ),( ),( )d dd dd di iC i iC i i 可得改進型電流內(nèi)環(huán) q 軸電流控制原理圖如圖 3.11（a）所示：iP iIP I1SL *qiq dE Livquqidcdudt 0（a）變 iq控制原理框圖

【參考文獻】

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本文編號：2759625