本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)電流預(yù)測控制的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：永磁同步電機(jī)(PMSM)伺服系統(tǒng)電流環(huán)的控制性能決定了整個(gè)伺服系統(tǒng)的品質(zhì)。具有優(yōu)良動態(tài)性能的預(yù)測控制使其成為高性能伺服系統(tǒng)電流控制策略的研究熱點(diǎn)。與無差拍預(yù)測控制相比,由于直接預(yù)測控制不需要空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM),采用直接預(yù)測控制的電流環(huán)具有動態(tài)響應(yīng)快,帶寬高的優(yōu)點(diǎn)。針對PMSM電流直接預(yù)測控制和無差拍預(yù)測控制,本文做了以下研究工作：在矢量控制架構(gòu)下,基于PMSM電流預(yù)測控制數(shù)學(xué)模型,本文深入分析了PMSM電流環(huán)直接預(yù)測控制策略,推導(dǎo)出了使評價(jià)函數(shù)值最小的最優(yōu)電壓矢量表達(dá)式,對PMSM電流直接預(yù)測控制流程進(jìn)行了詳細(xì)闡述。為了克服傳統(tǒng)直接預(yù)測控制中電流跟蹤精度不高和系統(tǒng)參數(shù)失配時(shí)魯棒性不強(qiáng)的問題,提出了引入積分控制作用的改進(jìn)直接預(yù)測控制,推導(dǎo)了改進(jìn)直接預(yù)測控制的d、q軸z域閉環(huán)傳遞函數(shù),改進(jìn)直接預(yù)測控制中的積分增益因子通過配置期望的系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)得到。討論了直接預(yù)測控制中的采樣時(shí)間和積分增益因子的選擇問題。分析了無差拍預(yù)測電流控制策略并給出了其算法流程圖和控制結(jié)構(gòu)框圖。基于Matlab/S imulink平臺搭建了PMSM電流直接預(yù)測控制和無差拍預(yù)測控制的仿真模型。在電流、轉(zhuǎn)速控制性能和模型參數(shù)失配時(shí)的魯棒性兩個(gè)方面對傳統(tǒng)直接預(yù)測控制和改進(jìn)直接預(yù)測控制做了對比仿真研究。在同一開關(guān)頻率下對改進(jìn)直接預(yù)測控制和無差拍預(yù)測控制的電流和轉(zhuǎn)矩控制性能做了對比仿真研究。最后基于廣州數(shù)控GS2000伺服驅(qū)動平臺對直接預(yù)測控制和無差拍預(yù)測進(jìn)行了對比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致表明：引入積分控制后的改進(jìn)直接預(yù)測控制提高了d、q軸電流跟蹤精度,同時(shí)系統(tǒng)模型參數(shù)失配時(shí)的魯棒性得到增強(qiáng)。同一開關(guān)頻率下,與無差拍預(yù)測控制相比,改進(jìn)直接預(yù)測控制下的電流環(huán)帶寬更大,轉(zhuǎn)矩響應(yīng)更優(yōu)。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 改進(jìn)直接預(yù)測控制 積分增益因子 無差拍預(yù)測控制 魯棒性
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM921.541
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 課題研究背景及研究意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 PMSM伺服系統(tǒng)的發(fā)展概況14-17
• 1.2.2 PMSM電流環(huán)控制策略17-19
• 1.2.3 電流預(yù)測控制19-20
• 1.3 課題研究內(nèi)容20-22
• 第二章 PMSM的數(shù)學(xué)模型及矢量控制22-35
• 2.1 PMSM的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理22-24
• 2.2 PMSM的數(shù)學(xué)模型24-29
• 2.2.1 三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型24-26
• 2.2.2 兩相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型26-29
• 2.3 PMSM矢量控制原理29-32
• 2.3.1 PMSM的動態(tài)解耦控制29-30
• 2.3.2 PMSM矢量控制系統(tǒng)30-32
• 2.4 空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 預(yù)測控制基本原理與PMSM預(yù)測模型35-44
• 3.1 預(yù)測控制算法的基本原理35-38
• 3.1.1 預(yù)測模型35-36
• 3.1.2 滾動優(yōu)化36-37
• 3.1.3 反饋校正37-38
• 3.2 PMSM電流預(yù)測控制原理38-39
• 3.3 PMSM電流預(yù)測控制模型39-43
• 3.3.1 逆變器模型39-42
• 3.3.2 PMSM預(yù)測模型42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 PMSM電流預(yù)測控制的研究44-62
• 4.1 直接預(yù)測控制策略44-52
• 4.1.1 PMSM的直接預(yù)測控制45-47
• 4.1.2 最優(yōu)控制電壓矢量47-50
• 4.1.3 直接預(yù)測控制律50-52
• 4.2 改進(jìn)型直接預(yù)測控制52-57
• 4.2.1 傳統(tǒng)直接預(yù)測控制律分析52-54
• 4.2.2 引入積分控制的改進(jìn)直接預(yù)測控制律54-57
• 4.3 直接預(yù)測控制參數(shù)的選取57-58
• 4.3.1 采樣周期57
• 4.3.2 積分增益因子57-58
• 4.4 無差拍預(yù)測控制策略58-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第五章 PMSM電流預(yù)測控制的仿真研究62-72
• 5.1 傳統(tǒng)直接預(yù)測控制與改進(jìn)直接預(yù)測控制對比仿真62-67
• 5.1.1 控制頻率與開關(guān)頻率62-63
• 5.1.2 電流跟蹤性能與相電流FFT頻譜63-64
• 5.1.3 參數(shù)敏感性對比仿真64-67
• 5.2 積分增益因子對系統(tǒng)響應(yīng)的影響67-69
• 5.2.1 電流響應(yīng)對比仿真67-68
• 5.2.2 速度響應(yīng)對比仿真68-69
• 5.3 改進(jìn)直接預(yù)測控制與無差拍預(yù)測控制對比仿真69-71
• 5.3.1 相電流與轉(zhuǎn)矩響應(yīng)69-71
• 5.3.2 帶寬性能對比仿真71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 第六章 PMSM電流預(yù)測控制的實(shí)驗(yàn)研究72-80
• 6.1 實(shí)驗(yàn)平臺簡介72-73
• 6.2 傳統(tǒng)直接預(yù)測控制與改進(jìn)直接預(yù)測控制對比實(shí)驗(yàn)73-77
• 6.2.1 電流響應(yīng)實(shí)驗(yàn)73-74
• 6.2.2 速度響應(yīng)實(shí)驗(yàn)74-75
• 6.2.3 參數(shù)敏感性實(shí)驗(yàn)75-77
• 6.3 改進(jìn)直接預(yù)測控制與無差拍預(yù)測控制對比實(shí)驗(yàn)77-79
• 6.3.1 相電流與轉(zhuǎn)矩響應(yīng)77-78
• 6.3.2 帶寬性能對比實(shí)驗(yàn)78-79
• 6.4 本章小結(jié)79-80
• 總結(jié)與展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文86-88
• 致謝88

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