永磁同步電機具有效率高,精度高,動態(tài)響應(yīng)快等特點,廣泛用于交流伺服控制系統(tǒng)中。隨著伺服系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,提高伺服系統(tǒng)低轉(zhuǎn)速時的性能成為了一個研究熱點。本文以減小交流伺服系統(tǒng)低轉(zhuǎn)速運行時的轉(zhuǎn)速波動為目的,分別對測速方法以及轉(zhuǎn)速環(huán)控制器進行研究。本文建立了永磁同步電機在同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學(xué)模型。分析了低轉(zhuǎn)速條件下傳統(tǒng)測速方法的若干性能參數(shù)以及轉(zhuǎn)子位置誤差對電流環(huán)相關(guān)計算的影響。采用LuGre摩擦模型分析永磁同步電機在低轉(zhuǎn)速時的摩擦轉(zhuǎn)矩非線性的特性同時分析摩擦模型相關(guān)參數(shù)對摩擦轉(zhuǎn)矩的影響。在低轉(zhuǎn)速時,電機轉(zhuǎn)子所受到的摩擦轉(zhuǎn)矩發(fā)生突變是電機轉(zhuǎn)速波動較大的原因。本文分析了模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速測量方法的誤差來源。低轉(zhuǎn)速條件下編碼器測速法和模型參考自適應(yīng)法均存在一定的誤差與使用條件。本文根據(jù)改進的電機運動學(xué)方程設(shè)計M/T法和模型參考自適應(yīng)配合觀測器。在傳統(tǒng)的基于最小二乘法的轉(zhuǎn)子位置計算方法中引入轉(zhuǎn)速得出更精確的當(dāng)前轉(zhuǎn)子位置。轉(zhuǎn)子位置誤差對傳統(tǒng)的預(yù)測控制方法將造成不利的影響。本文根據(jù)電機的運動學(xué)方程設(shè)計轉(zhuǎn)速預(yù)測方法。根據(jù)轉(zhuǎn)速預(yù)測方法設(shè)計控制器,對轉(zhuǎn)速環(huán)控制器進行改進。本文在MATLAB/Sim...

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【學(xué)位級別】：碩士

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摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 永磁同步電機精確位置估計方法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 摩擦模型研究現(xiàn)狀
        1.2.3 低速控制器研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 伺服系統(tǒng)低速性能影響因素分析
    2.1 引言
    2.2 永磁同步電機矢量控制
        2.2.1 坐標變換
        2.2.2 永磁同步電機數(shù)學(xué)建模
        2.2.3 矢量控制系統(tǒng)
    2.3 低速下轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)子位置信息誤差
        2.3.1 傳統(tǒng)轉(zhuǎn)速測量方法誤差分析
        2.3.2 轉(zhuǎn)子位置誤差的影響
    2.4 摩擦轉(zhuǎn)矩及其影響
        2.4.1 LuGre摩擦模型
        2.4.2 斯特里貝克效應(yīng)
    2.5 永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)及摩擦模型仿真
        2.5.1 矢量控制系統(tǒng)仿真
        2.5.2 LuGre摩擦模型仿真
    2.6 本章小結(jié)
第3章 M/T法與MRAS融合測速觀測器設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速測速法
        3.2.1 參考模型與可調(diào)模型的確定
        3.2.2 自適應(yīng)律的確定
        3.2.3 模型參考自適應(yīng)法誤差來源
    3.3 M/T法和MRAS測速法配合觀測器設(shè)計
    3.4 基于最小二乘的轉(zhuǎn)子位置計算方法
    3.5 模型參考自適應(yīng)法仿真實驗
    3.6 本章小結(jié)
第4章 改進的低速轉(zhuǎn)速預(yù)測控制算法
    4.1 引言
    4.2 電流預(yù)測控制
        4.2.1 直接電流預(yù)測控制
        4.2.2 雙配置電流預(yù)測控制
        4.2.3 脈沖寬度調(diào)制電流預(yù)測控制
    4.3 轉(zhuǎn)矩預(yù)測控制
    4.4 改進的轉(zhuǎn)速預(yù)測控制
    4.5 本章小結(jié)
第5章 伺服電機平臺低速控制仿真及實驗
    5.1 引言
    5.2 M/T法的FPGA實現(xiàn)
        5.2.1 M/T法的Matlab/Verilog聯(lián)合仿真
        5.2.2 M/T法在Zynq實驗平臺實現(xiàn)
    5.3 精確轉(zhuǎn)子位置計算及測速方法配合效果仿真
        5.3.1 精確轉(zhuǎn)子位置估計仿真
        5.3.2 M/T法和MRAS配合觀測器
    5.4 改進預(yù)測控制方法實驗
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3888154