永磁同步電機(jī)具有轉(zhuǎn)矩脈動小、低速性能好和噪音低等優(yōu)點(diǎn),因此常用于擺動電機(jī)控制領(lǐng)域。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,對擺動電機(jī)控制系統(tǒng)的要求也越來越高。本文旨在設(shè)計一種能夠按照給定位置波形進(jìn)行擺動的電機(jī)控制系統(tǒng),并且保證該系統(tǒng)具有較高的控制精度以及良好的抗擾動能力。首先,研究擺動電機(jī)的位置前饋控制方法以及電流解耦方法。采用電機(jī)位置前饋的控制方法能夠很好的緩和控制精度以及動態(tài)響應(yīng)能力之間的關(guān)系,有效地解決普通三環(huán)控制中響應(yīng)速度和超調(diào)量之間的矛盾;擺動電機(jī)在運(yùn)行過程中,電機(jī)的q軸電流將會產(chǎn)生周期性變化,采用電流解耦的控制方法,能夠減輕電機(jī)dq軸之間的耦合關(guān)系,從而提高擺動電機(jī)的控制精度。其次,將自抗擾控制(ADRC)應(yīng)用到電機(jī)擺動控制系統(tǒng),并對控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)計。自抗擾控制器能夠準(zhǔn)確的觀測出電機(jī)的負(fù)載擾動并加以補(bǔ)償,提高電機(jī)在負(fù)載情況下的跟隨精度和響應(yīng)速度。針對自抗擾控制中參數(shù)較多難以整定的問題,通過對該控制方法傳遞函數(shù)的推導(dǎo),完成對自抗擾控制器參數(shù)的設(shè)計,并利用設(shè)計好的參數(shù)建立擺動電機(jī)自抗擾控制的仿真模型。再次,在擺動電機(jī)控制系統(tǒng)中采用模型參考自適應(yīng)(MRAS)算法對電機(jī)的磁鏈進(jìn)行在線辨識。電機(jī)在實(shí)際應(yīng)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電機(jī)控制框圖

圖 2-2 位置伺服系統(tǒng)的控制框圖 Gp是位置環(huán)的傳遞函數(shù)， K/(T s+1)vv為簡化后的傳遞函數(shù)。當(dāng)位置環(huán)為比例環(huán)節(jié)時，即pppG K，系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為vPPvPPvvvPPvvPPcTssKKKKTssKKTssKKG *211111 (2從式(2-14)中可以看出，在速度環(huán)進(jìn)行簡化之后，電機(jī)位置伺服系統(tǒng)的函數(shù)是一個標(biāo)準(zhǔn)的二階控制系統(tǒng)，所以，為了可以加快位置信號的響應(yīng)低電機(jī)穩(wěn)態(tài)誤差，應(yīng)該的適當(dāng)增大控制參數(shù)ppK 。但是，如果要實(shí)現(xiàn)擺位置信號的無超調(diào)跟蹤，則必須要限制參數(shù)ppK 的大小，使得電機(jī)位置系統(tǒng)的阻尼比 ζ ≥1，即vvPPTKK41 (2由此可以得出，控制系統(tǒng)中位置信號的響應(yīng)速度、穩(wěn)態(tài)誤差與位置信號存在著矛盾的關(guān)系。也就是說，單純利用三環(huán) PID 控制很難同時滿足電

vPPvPPvvvPPvvPPcTssKKKKTssKKTssKKG *211111 (2-1從式(2-14)中可以看出，在速度環(huán)進(jìn)行簡化之后，電機(jī)位置伺服系統(tǒng)的閉遞函數(shù)是一個標(biāo)準(zhǔn)的二階控制系統(tǒng)，所以，為了可以加快位置信號的響應(yīng)速降低電機(jī)穩(wěn)態(tài)誤差，應(yīng)該的適當(dāng)增大控制參數(shù)ppK 。但是，如果要實(shí)現(xiàn)擺動對位置信號的無超調(diào)跟蹤，則必須要限制參數(shù)ppK 的大小，使得電機(jī)位置伺制系統(tǒng)的阻尼比 ζ ≥1，即vvPPTKK41 (2-1由此可以得出，控制系統(tǒng)中位置信號的響應(yīng)速度、穩(wěn)態(tài)誤差與位置信號超間存在著矛盾的關(guān)系。也就是說，單純利用三環(huán) PID 控制很難同時滿足電機(jī)制精度要求和動態(tài)響應(yīng)能力。為此，本文在三環(huán) PID 控制的基礎(chǔ)上加入了位饋環(huán)節(jié)，很好的緩和了控制精度以及動態(tài)響應(yīng)能力之間的關(guān)系。具體控制框圖 2-3 所示。

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本文編號：2931240