發(fā)布時(shí)間：2020-07-17 15:43

【摘要】：伺服加載系統(tǒng)是一種在電機(jī)控制系統(tǒng)研制過(guò)程中重要的半實(shí)物仿真設(shè)備。因具有體積小、控制方式靈活穩(wěn)定、信號(hào)跟蹤能力強(qiáng)、加載分辨率高、工作環(huán)境整潔無(wú)污染等特點(diǎn),電動(dòng)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(jī)械加載系統(tǒng)。三相PWM整流器以能量可雙向流動(dòng)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),在電動(dòng)伺服加載系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)電動(dòng)伺服加載系統(tǒng)用三相PWM整流器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和抗干擾能力展開(kāi)了研究。根據(jù)矢量控制理論,在三相靜止坐標(biāo)系和兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下分別建立了三相電壓型PWM整流器的時(shí)域數(shù)學(xué)模型。根據(jù)三相PWM整流器在電動(dòng)伺服加載系統(tǒng)中的兩種不同工作模式,進(jìn)一步討論了整流器的整流模型與饋能模型。針對(duì)同步而坐標(biāo)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(fù)載突增和突減兩種情況下,對(duì)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(jìn)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(fù)載功率前饋協(xié)調(diào)控制方法。在負(fù)載突變時(shí),把電容電壓變化率前饋為q軸電流給定值,同時(shí)將負(fù)載功率前饋至電流環(huán),通過(guò)補(bǔ)償有功電流的方式協(xié)調(diào)網(wǎng)側(cè)整流器與機(jī)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(wèn)題。針對(duì)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(wèn)題,結(jié)合DSC延時(shí)濾波算法,改進(jìn)了傳統(tǒng)軟件鎖相環(huán),通過(guò)兩次延時(shí)濾波,實(shí)現(xiàn)了不平衡電網(wǎng)下鎖相環(huán)的正常運(yùn)行。針對(duì)整流器啟動(dòng)過(guò)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(duì)三相PWM整流器進(jìn)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(hào)為SCT20N120的SiC MOSFET作為開(kāi)關(guān)器件,設(shè)計(jì)了三相PWM整流器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。結(jié)合硬件和理論研究,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了三相電壓型PWM整流器的快速響應(yīng)特性與強(qiáng)抗干擾能力,可滿(mǎn)足于在電動(dòng)伺服加載系統(tǒng)中的應(yīng)用要求。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM461
【圖文】：

圖 3.5 雙閉環(huán) PI 控制仿真（a）負(fù)載轉(zhuǎn)矩突增時(shí)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(fù)載功率前饋控制仿真2.2 負(fù)載功率前饋控制下三相 VSR 響應(yīng)性能分析為驗(yàn)證負(fù)載功率前饋控制對(duì)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(duì)其進(jìn)行了仿真研究。令負(fù)載轉(zhuǎn)矩由-10N.m 突變至+10模擬負(fù)載突增工況，令負(fù)載轉(zhuǎn)矩由+10N.m 突變至-10N.m 以模擬負(fù)載突減工況，流電壓響應(yīng)曲線，對(duì)兩種控制方法的控制效果進(jìn)行了對(duì)比。（a）負(fù)載突增時(shí)直流電壓響應(yīng)對(duì)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(fù)載功率前饋400500600700dc/V

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)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(jìn)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(xiàn)】

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本文編號(hào)：2759625