永磁同步電機(jī)以其構(gòu)造簡易、效率高、轉(zhuǎn)矩慣量比高及良好的低速跟蹤性能等優(yōu)越性在高精度數(shù)控機(jī)床、望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)、雷達(dá)衛(wèi)星等高精度伺服控制場合被廣泛應(yīng)用。近年來,隨著目標(biāo)檢測要求和制造工藝的提高,望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)所制造的望遠(yuǎn)鏡口徑不斷增大,國內(nèi)外的大型直驅(qū)望遠(yuǎn)鏡都采用了永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)來取代原先的直流伺服控制以提高望遠(yuǎn)鏡的低速跟蹤性能。本文主要探討永磁同步電機(jī)的低速平穩(wěn)控制,來拓寬永磁同步電機(jī)在高精度伺服控制系統(tǒng)特別是望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。影響電機(jī)低速平穩(wěn)性的主要因素有電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)以及控制系統(tǒng)中的速度檢測誤差,本文從抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和轉(zhuǎn)速瞬時(shí)檢測兩方面來提高電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性。首先,為了后文進(jìn)行速度脈動(dòng)抑制和速度檢測算法的研究,本文簡單介紹了永磁同步電機(jī)在三大坐標(biāo)系（三相靜止坐標(biāo)系、兩相靜止坐標(biāo)系和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系）下的數(shù)學(xué)模型,揭示了速度脈動(dòng)和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的聯(lián)系,闡述了永磁同步電機(jī)id=0矢量控制系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)和基本原理,進(jìn)一步分析了速度脈動(dòng)的影響因素,對(duì)其影響規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)。其次,針對(duì)永磁同步電機(jī)的速度脈動(dòng),本文設(shè)計(jì)了自抗擾電流注入復(fù)合控制器,并與常規(guī)的PI控制以及PI疊加電流注入進(jìn)... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 轉(zhuǎn)矩與速度脈動(dòng)的抑制策略
        1.2.2 速度檢測算法
    1.3 本文組織結(jié)構(gòu)
第2章 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)建模與速度脈動(dòng)分析
    2.1 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型
        2.1.1 永磁同步電機(jī)基本方程
        2.1.2 坐標(biāo)變換
        2.1.3 其它坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型
        2.1.4 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)與速度脈動(dòng)的聯(lián)系
    2.2 永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)
    2.3 速度脈動(dòng)的影響因素
        2.2.1 齒槽轉(zhuǎn)矩
        2.2.2 磁通諧波
        2.2.3 電流測量誤差
        2.2.4 速度檢測延時(shí)和誤差
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于自抗擾電流注入復(fù)合控制器的速度脈動(dòng)抑制
    3.1 速度環(huán)自抗擾控制器的設(shè)計(jì)
        3.1.1 跟蹤微分器
        3.1.2 擴(kuò)張狀態(tài)觀測器
        3.1.3 誤差反饋控制律
    3.2 電流注入模塊的設(shè)計(jì)
        3.2.1 補(bǔ)償器的原理
        3.2.2 補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)
    3.3 自抗擾電流注入復(fù)合控制器的設(shè)計(jì)
    3.4 仿真結(jié)果與分析
        3.4.1 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制性能分析
        3.4.2 抗擾動(dòng)性能分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于自適應(yīng)卡爾曼觀測器的轉(zhuǎn)速瞬時(shí)檢測
    4.1 測速算法與精度分析
        4.1.1 增量式編碼器的測速原理
        4.1.2 M法
        4.1.3 T法
        4.1.4 M/T法
    4.2 自適應(yīng)卡爾曼觀測器的設(shè)計(jì)
        4.2.1 觀測器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        4.2.2 觀測器參數(shù)矩陣的設(shè)計(jì)
        4.2.3 自適應(yīng)卡爾曼觀測器設(shè)計(jì)
    4.3 仿真結(jié)果與分析
        4.3.1 電機(jī)啟動(dòng)
        4.3.2 負(fù)載波動(dòng)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 永磁同步電機(jī)低速平穩(wěn)控制實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹
        5.1.1 硬件平臺(tái)簡介
        5.1.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        5.2.1 速度脈動(dòng)抑制實(shí)驗(yàn)
        5.2.2 轉(zhuǎn)速瞬時(shí)檢測實(shí)驗(yàn)
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 本文的主要工作和貢獻(xiàn)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種抑制永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速脈動(dòng)的方法[J]. 儲(chǔ)劍波,胡育文,黃文新,楊建飛.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2009(12)
[2]永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 孫華建,李學(xué)森,朱寶忠.  中國西部科技. 2009(16)
[3]基于擴(kuò)展Kalman濾波器的PMSM高性能控制系統(tǒng)[J]. 鄭澤東,李永東,Maurice Fadel,肖曦.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2007(10)
[4]絕對(duì)式編碼器在電機(jī)定位中的應(yīng)用[J]. 程曉莉,謝劍英,王林.  控制工程. 2007(05)
[5]矢量控制永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)分析[J]. 吳茂剛,趙榮祥.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2007(02)
[6]一種基于光電編碼器的高精度測速和測加速度方法[J]. 姜慶明,楊旭,甘永梅,王曉鈺,王兆安.  微計(jì)算機(jī)信息. 2004(06)
[7]自抗擾控制器及其應(yīng)用[J]. 韓京清.  控制與決策. 1998(01)

博士論文
[1]基于永磁同步電機(jī)的大型望遠(yuǎn)鏡低速伺服系統(tǒng)研究[D]. 劉京.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2018
[2]低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電機(jī)速度控制策略研究[D]. 紀(jì)秉男.天津大學(xué) 2015
[3]優(yōu)化迭代學(xué)習(xí)控制算法及其收斂性分析[D]. 逄勃.大連理工大學(xué) 2013
[4]基于弧形電機(jī)拼接的大型望遠(yuǎn)鏡驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究[D]. 常九健.中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2013
[5]高性能永磁同步伺服系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 吉智.中國礦業(yè)大學(xué) 2013
[6]低速交流電機(jī)伺服系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 紀(jì)科輝.浙江大學(xué) 2013
[7]伺服系統(tǒng)低速特性與抖動(dòng)補(bǔ)償研究[D]. 陳娟.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2001

碩士論文
[1]自抗擾控制技術(shù)在永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 彭秋銘.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[2]永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)滑�？癸柡涂刂蒲芯縖D]. 楚遠(yuǎn)征.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[3]永磁同步電機(jī)低速控制研究[D]. 李長磊.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[4]永磁同步電機(jī)矢量控制算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 朱儒.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3196695