永磁同步電機(jī)具有高功率密度、體積小、溫升低等優(yōu)點(diǎn),基于永磁同步電機(jī)的交流調(diào)速系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。目前,永磁同步電機(jī)的控制策略主要分為矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制,由于直接轉(zhuǎn)矩控制具有控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不需要進(jìn)行坐標(biāo)變換、對(duì)系統(tǒng)外部干擾具有很強(qiáng)的魯棒性等優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛的應(yīng)用。隨著對(duì)交流調(diào)速系統(tǒng)的控制精度、快速性、脈動(dòng)等方面的要求不斷提高,因此,改進(jìn)永磁同步電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制策略具有重要意義。針對(duì)永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)存在較大的轉(zhuǎn)矩與磁鏈脈動(dòng)問(wèn)題,本文在永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制中運(yùn)用模型預(yù)測(cè)控制算法以改善永磁同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng);并在此基礎(chǔ)上在速度環(huán)采用自抗擾控制器代替PID控制器,以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗擾動(dòng)能力,改善系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的快速性并且減小了系統(tǒng)的超調(diào)。在Matlab/Simulink中搭建控制系統(tǒng)的仿真模型,驗(yàn)證了模型預(yù)測(cè)和自抗擾控制算法的有效性。在以STM32F103為主控芯片的永磁同步電機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,驗(yàn)證了這兩種控制算法,編寫了基于永磁同步電機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)的程序,包括轉(zhuǎn)子初始位置檢測(cè)子程序、速度環(huán)自抗擾控制子程序、模型預(yù)測(cè)算法子程序等,并將所設(shè)計(jì)的軟件程序在實(shí)驗(yàn)... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 直接轉(zhuǎn)矩控制策略的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 論文章節(jié)安排及概述
2 永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)與數(shù)學(xué)模型
    2.1 永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)
    2.2 常用坐標(biāo)系與坐標(biāo)變換
    2.3 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 三相靜止坐標(biāo)系下PMSM數(shù)學(xué)模型
        2.3.2 兩相靜止坐標(biāo)系下PMSM數(shù)學(xué)模型
        2.3.3 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下PMSM數(shù)學(xué)模型
    2.4 PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制方案
    2.5 本章小結(jié)
3 基于自抗擾的PMSM模型預(yù)測(cè)直接轉(zhuǎn)矩控制策略
    3.1 基于模型預(yù)測(cè)的直接轉(zhuǎn)矩控制方案
        3.1.1 模型預(yù)測(cè)控制的理論基礎(chǔ)
        3.1.2 永磁同步電機(jī)預(yù)測(cè)模型的建立
        3.1.3 模型預(yù)測(cè)直接轉(zhuǎn)矩控制算法的實(shí)現(xiàn)
        3.1.4 性能評(píng)價(jià)函數(shù)與權(quán)重系數(shù)的選取
    3.2 采用自抗擾控制器的模型預(yù)測(cè)直接轉(zhuǎn)矩控制方案
        3.2.1 自抗擾控制器的組成
        3.2.2 自抗擾控制器數(shù)學(xué)模型
        3.2.3 速度環(huán)自抗擾控制器數(shù)學(xué)模型
    3.3 仿真對(duì)比
    3.4 本章小結(jié)
4 PMSM-DTC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)硬件組成
        4.1.1 整流模塊
        4.1.2 逆變橋電路
        4.1.3 轉(zhuǎn)子信息反饋處理電路
        4.1.4 控制芯片簡(jiǎn)介
    4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        4.2.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)
        4.2.2 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)
        4.2.3 電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)流程
        4.2.4 速度環(huán)自抗擾子程序
        4.2.5 模型預(yù)測(cè)算法子程序
    4.3 本章小結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.1 定子電流波形對(duì)比
    5.2 轉(zhuǎn)速波形對(duì)比
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間主要研究成果



本文編號(hào)：3183038