滑?刂坪陀^測器在永磁同步電機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究
發(fā)布時間:2022-10-18 20:16
隨著現(xiàn)代電機控制方法的發(fā)展和國家工業(yè)技術(shù)的提高,永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬,因此,對它的性能要求也會越來越高。先進的控制算法對提升PMSM的控制性能具有重要意義,而滑?刂扑惴ㄒ蚱渚哂恤敯粜詮,不易受外界擾動和內(nèi)部參數(shù)時變影響的優(yōu)點,成為控制PMSM系統(tǒng)最為重要的算法之一。為了保證滑?刂凭哂袕婔敯粜缘耐瑫r,還能減弱抖振現(xiàn)象,在傳統(tǒng)指數(shù)趨近律的基礎(chǔ)上,重新設(shè)計切換增益,得到一種改進的指數(shù)趨近律。而后將經(jīng)典PI控制中的電流與轉(zhuǎn)速控制器分別設(shè)計成基于改進指數(shù)趨近律下的滑?刂破,并與傳統(tǒng)滑模控制方法進行仿真對比,驗證改進指數(shù)趨近律可以減弱抖振的有效性。為了減少不確定因素對系統(tǒng)精度造成的影響,考慮如何抑制綜合擾動,將自抗擾控制與滑?刂葡嘟Y(jié)合,重新設(shè)計PMSM的電流與轉(zhuǎn)速控制器。在自抗擾控制的反饋環(huán)節(jié)中采用了非線性的滑?刂埔(guī)律,并采用一種非線性干擾觀測器來估計綜合擾動,簡化了擴張狀態(tài)觀測器的參數(shù)整定問題。仿真結(jié)果表明,該方法可以提高PMSM控制系統(tǒng)的抗擾能力與動靜態(tài)性能。最后,對PMSM無傳感器控制進行研...
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 永磁同步電機的控制策略
1.3 永磁同步電機控制算法的研究現(xiàn)狀
1.4 觀測器問題的研究現(xiàn)狀
1.5 課題的研究內(nèi)容
第2章 永磁同步電機及其矢量控制
2.1 永磁同步電機的本體結(jié)構(gòu)及種類
2.2 永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型
2.2.1 坐標變換原理
2.2.2 PMSM在 ABC坐標系下的數(shù)學(xué)模型
2.2.3 PMSM 在d -q坐標系下的數(shù)學(xué)模型
2.3 永磁同步電機的矢量控制
2.3.1 矢量控制的基本原理
2.3.2 SVPWM的原理及實現(xiàn)
2.4 基于矢量控制的PMSM經(jīng)典PI控制系統(tǒng)
2.4.1 電流PI控制器
2.4.2 轉(zhuǎn)速PI控制器
2.5 仿真結(jié)果與分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 基于改進指數(shù)趨近律的PMSM滑模控制系統(tǒng)
3.1 滑?刂频幕驹
3.1.1 滑模控制的實現(xiàn)
3.1.2 產(chǎn)生抖振現(xiàn)象的原因與解決辦法
3.2 基于改進指數(shù)趨近律的SMC算法
3.3 基于改進指數(shù)趨近律的PMSM滑?刂葡到y(tǒng)
3.3.1 改進電流滑模控制器
3.3.2 改進轉(zhuǎn)速滑?刂破
3.4 仿真結(jié)果與分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 基于NESO的 PMSM自抗擾滑模控制系統(tǒng)
4.1 基于NESO的電流自抗擾滑?刂破
4.1.1 傳統(tǒng)電流自抗擾控制器
4.1.2 基于NESO的電流自抗擾控制器
4.1.3 電流滑模非線性反饋控制律
4.2 基于NESO的轉(zhuǎn)速自抗擾滑?刂破
4.2.1 基于NESO的轉(zhuǎn)速自抗擾控制器
4.2.2 轉(zhuǎn)速滑模非線性反饋控制律
4.3 基于NESO的轉(zhuǎn)速預(yù)估
4.4 仿真結(jié)果與分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 基于分級式滑模觀測器的PMSM自抗擾滑?刂葡到y(tǒng)
5.1 傳統(tǒng)滑模觀測器算法
5.1.1 傳統(tǒng)滑模觀測器
5.1.2 基于反正切函數(shù)的轉(zhuǎn)子位置估計
5.1.3 仿真結(jié)果與分析
5.2 分級式滑模觀測器算法
5.2.1 基于ENDOB的前級擴張狀態(tài)觀測器
5.2.2 基于雙曲正切函數(shù)的后級滑模觀測器
5.3 仿真結(jié)果與分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于滑模自抗擾的電制動系統(tǒng)動態(tài)負載模擬[J]. 馬瑞海,王麗芳,張俊智,何承坤. 汽車工程. 2020(02)
[2]基于滑模觀測器的PMSM變結(jié)構(gòu)直接轉(zhuǎn)矩控制[J]. 曹兆錦,牛綠原,劉超. 大電機技術(shù). 2020(01)
[3]基于模型降階的分數(shù)階魯棒控制器[J]. 劉鵬. 電光與控制. 2019(12)
[4]基于滑?刂破鞯碾p臂機器人控制仿真[J]. 敖天翔,李銘浩,劉滿祿,王姮. 自動化儀表. 2019(02)
[5]永磁同步電機模型預(yù)測磁鏈控制[J]. 牛峰,韓振鐸,黃曉艷,張健,李奎,方攸同. 電機與控制學(xué)報. 2019(03)
[6]一種基于改進模型預(yù)測控制算法的永磁同步電機多參數(shù)辨識研究[J]. 王楠楠,蔡彬. 微電機. 2018(11)
[7]基于高階微分滑模面的不確定飛機控制系統(tǒng)自適應(yīng)滑模控制[J]. 武曉晶,吳學(xué)禮,邵士凱,劉慧賢. 河北科技大學(xué)學(xué)報. 2018(05)
[8]永磁同步電機新型三矢量模型預(yù)測電流控制[J]. 蘭志勇,王波,徐琛,李理. 中國電機工程學(xué)報. 2018(S1)
[9]基于改進冪次趨近律的壁板振動主動滑?刂芠J]. 馬天兵,羅智,杜菲. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(09)
[10]基于滑模ESO轉(zhuǎn)速辨識的永磁同步電機滑模自抗擾控制[J]. 侯利民,任一夫. 計算機應(yīng)用. 2017(S2)
博士論文
[1]不確定非線性系統(tǒng)高階滑模控制及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 韓耀振.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[2]基于干擾觀測器的幾類非線性系統(tǒng)抗干擾控制[D]. 張慧鳳.東北大學(xué) 2016
[3]混合動力汽車永磁同步電機電流滑?刂频难芯縖D]. 金寧治.哈爾濱理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于反電動勢觀測器的永磁同步電機無速度傳感器控制[D]. 戴啟.湖南工業(yè)大學(xué) 2019
[2]模型預(yù)測控制在永磁同步電機中的應(yīng)用與研究[D]. 孟月.河北科技大學(xué) 2019
[3]工業(yè)機器人用永磁同步電機優(yōu)化設(shè)計與分析[D]. 胡弼.廣東工業(yè)大學(xué) 2019
[4]無速度傳感器的PMSM滑模自抗擾控制研究[D]. 任一夫.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2018
[5]基于改進型滑模觀測器的PMSM無傳感器控制策略研究[D]. 趙培迪.河北科技大學(xué) 2018
[6]基于觀測器的感應(yīng)電機無速度傳感器策略研究[D]. 樊志梟.吉林大學(xué) 2018
[7]機器人用永磁同步電機伺服系統(tǒng)設(shè)計[D]. 陳銪旭.東南大學(xué) 2018
[8]基于滑模觀測器的PMSM無速度傳感器控制算法研究及實現(xiàn)[D]. 程傳宗.湖南大學(xué) 2018
[9]基于最優(yōu)滑模控制的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)研究[D]. 韓寧.青島科技大學(xué) 2018
[10]機械臂的滑?刂扑惴ㄑ芯縖D]. 魯丙濤.河南科技大學(xué) 2018
本文編號:3692981
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 永磁同步電機的控制策略
1.3 永磁同步電機控制算法的研究現(xiàn)狀
1.4 觀測器問題的研究現(xiàn)狀
1.5 課題的研究內(nèi)容
第2章 永磁同步電機及其矢量控制
2.1 永磁同步電機的本體結(jié)構(gòu)及種類
2.2 永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型
2.2.1 坐標變換原理
2.2.2 PMSM在 ABC坐標系下的數(shù)學(xué)模型
2.2.3 PMSM 在d -q坐標系下的數(shù)學(xué)模型
2.3 永磁同步電機的矢量控制
2.3.1 矢量控制的基本原理
2.3.2 SVPWM的原理及實現(xiàn)
2.4 基于矢量控制的PMSM經(jīng)典PI控制系統(tǒng)
2.4.1 電流PI控制器
2.4.2 轉(zhuǎn)速PI控制器
2.5 仿真結(jié)果與分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 基于改進指數(shù)趨近律的PMSM滑模控制系統(tǒng)
3.1 滑?刂频幕驹
3.1.1 滑模控制的實現(xiàn)
3.1.2 產(chǎn)生抖振現(xiàn)象的原因與解決辦法
3.2 基于改進指數(shù)趨近律的SMC算法
3.3 基于改進指數(shù)趨近律的PMSM滑?刂葡到y(tǒng)
3.3.1 改進電流滑模控制器
3.3.2 改進轉(zhuǎn)速滑?刂破
3.4 仿真結(jié)果與分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 基于NESO的 PMSM自抗擾滑模控制系統(tǒng)
4.1 基于NESO的電流自抗擾滑?刂破
4.1.1 傳統(tǒng)電流自抗擾控制器
4.1.2 基于NESO的電流自抗擾控制器
4.1.3 電流滑模非線性反饋控制律
4.2 基于NESO的轉(zhuǎn)速自抗擾滑?刂破
4.2.1 基于NESO的轉(zhuǎn)速自抗擾控制器
4.2.2 轉(zhuǎn)速滑模非線性反饋控制律
4.3 基于NESO的轉(zhuǎn)速預(yù)估
4.4 仿真結(jié)果與分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 基于分級式滑模觀測器的PMSM自抗擾滑?刂葡到y(tǒng)
5.1 傳統(tǒng)滑模觀測器算法
5.1.1 傳統(tǒng)滑模觀測器
5.1.2 基于反正切函數(shù)的轉(zhuǎn)子位置估計
5.1.3 仿真結(jié)果與分析
5.2 分級式滑模觀測器算法
5.2.1 基于ENDOB的前級擴張狀態(tài)觀測器
5.2.2 基于雙曲正切函數(shù)的后級滑模觀測器
5.3 仿真結(jié)果與分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于滑模自抗擾的電制動系統(tǒng)動態(tài)負載模擬[J]. 馬瑞海,王麗芳,張俊智,何承坤. 汽車工程. 2020(02)
[2]基于滑模觀測器的PMSM變結(jié)構(gòu)直接轉(zhuǎn)矩控制[J]. 曹兆錦,牛綠原,劉超. 大電機技術(shù). 2020(01)
[3]基于模型降階的分數(shù)階魯棒控制器[J]. 劉鵬. 電光與控制. 2019(12)
[4]基于滑?刂破鞯碾p臂機器人控制仿真[J]. 敖天翔,李銘浩,劉滿祿,王姮. 自動化儀表. 2019(02)
[5]永磁同步電機模型預(yù)測磁鏈控制[J]. 牛峰,韓振鐸,黃曉艷,張健,李奎,方攸同. 電機與控制學(xué)報. 2019(03)
[6]一種基于改進模型預(yù)測控制算法的永磁同步電機多參數(shù)辨識研究[J]. 王楠楠,蔡彬. 微電機. 2018(11)
[7]基于高階微分滑模面的不確定飛機控制系統(tǒng)自適應(yīng)滑模控制[J]. 武曉晶,吳學(xué)禮,邵士凱,劉慧賢. 河北科技大學(xué)學(xué)報. 2018(05)
[8]永磁同步電機新型三矢量模型預(yù)測電流控制[J]. 蘭志勇,王波,徐琛,李理. 中國電機工程學(xué)報. 2018(S1)
[9]基于改進冪次趨近律的壁板振動主動滑?刂芠J]. 馬天兵,羅智,杜菲. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(09)
[10]基于滑模ESO轉(zhuǎn)速辨識的永磁同步電機滑模自抗擾控制[J]. 侯利民,任一夫. 計算機應(yīng)用. 2017(S2)
博士論文
[1]不確定非線性系統(tǒng)高階滑模控制及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 韓耀振.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[2]基于干擾觀測器的幾類非線性系統(tǒng)抗干擾控制[D]. 張慧鳳.東北大學(xué) 2016
[3]混合動力汽車永磁同步電機電流滑?刂频难芯縖D]. 金寧治.哈爾濱理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于反電動勢觀測器的永磁同步電機無速度傳感器控制[D]. 戴啟.湖南工業(yè)大學(xué) 2019
[2]模型預(yù)測控制在永磁同步電機中的應(yīng)用與研究[D]. 孟月.河北科技大學(xué) 2019
[3]工業(yè)機器人用永磁同步電機優(yōu)化設(shè)計與分析[D]. 胡弼.廣東工業(yè)大學(xué) 2019
[4]無速度傳感器的PMSM滑模自抗擾控制研究[D]. 任一夫.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2018
[5]基于改進型滑模觀測器的PMSM無傳感器控制策略研究[D]. 趙培迪.河北科技大學(xué) 2018
[6]基于觀測器的感應(yīng)電機無速度傳感器策略研究[D]. 樊志梟.吉林大學(xué) 2018
[7]機器人用永磁同步電機伺服系統(tǒng)設(shè)計[D]. 陳銪旭.東南大學(xué) 2018
[8]基于滑模觀測器的PMSM無速度傳感器控制算法研究及實現(xiàn)[D]. 程傳宗.湖南大學(xué) 2018
[9]基于最優(yōu)滑模控制的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)研究[D]. 韓寧.青島科技大學(xué) 2018
[10]機械臂的滑?刂扑惴ㄑ芯縖D]. 魯丙濤.河南科技大學(xué) 2018
本文編號:3692981
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