在電力傳動領(lǐng)域,異步電機具有明顯的高性價比優(yōu)勢,市場應(yīng)用很廣。模型預測控制具有原理簡單、建模方便和容易處理非線性約束等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于電機控制領(lǐng)域。本文對異步電機的模型預測控制開展研究工作。首先闡述了三相交流系統(tǒng)的坐標變換理論以及不同坐標系下的異步電動機數(shù)學模型,介紹了傳統(tǒng)模型預測轉(zhuǎn)矩控制策略和消權(quán)模型預測轉(zhuǎn)矩控制的方案與算法實現(xiàn)。針對異步電機模型預測轉(zhuǎn)矩控制中權(quán)重系數(shù)設(shè)計困難的問題,研究了一種基于虛擬轉(zhuǎn)矩的消權(quán)模型預測轉(zhuǎn)矩控制策略,通過定義虛擬轉(zhuǎn)矩的方式,將傳統(tǒng)模型預測轉(zhuǎn)矩控制中同時對轉(zhuǎn)矩誤差和磁鏈誤差進行控制,轉(zhuǎn)化成對轉(zhuǎn)矩誤差的控制,強制目標函數(shù)中的控制變量一致,從而達到了消除權(quán)重因子的目標,簡化了控制器的參數(shù)整定。搭建了異步電機消權(quán)模型預測轉(zhuǎn)矩控制仿真模型和異步電機傳統(tǒng)模型預測轉(zhuǎn)矩控制仿真模型,通過對兩種方案進行對比仿真,驗證了本文中控制方案的正確性和有效性。最后,搭建了以TMS320F28335DSP為控制核心的實驗樣機,對消權(quán)模型預測轉(zhuǎn)矩控制策略進行實驗驗證。結(jié)果表明,本文控制方案無需設(shè)計權(quán)重因子依然可以滿足系統(tǒng)的調(diào)速要求。

【文章頁數(shù)】：51 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題背景與研究意義
    1.2 模型預測控制研究現(xiàn)狀
        1.2.1 模型預測電流控制研究現(xiàn)狀
        1.2.2 模型預測轉(zhuǎn)矩控制研究現(xiàn)狀
    1.3 本文擬解決的問題及主要研究內(nèi)容
2 異步電機數(shù)學模型及直接轉(zhuǎn)矩控制理論
    2.1 異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
        2.1.1 坐標變換理論
        2.1.2 異步電機在三相坐標系的數(shù)學模型
        2.1.3 兩相靜止坐標系的異步電機數(shù)學模型
    2.2 異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制理論
        2.2.1 異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制理論
        2.2.2 直接轉(zhuǎn)矩控制的基本結(jié)構(gòu)
    2.3 本章小結(jié)
3 異步電機模型預測轉(zhuǎn)矩控制方案
    3.1 傳統(tǒng)模型預測轉(zhuǎn)矩控制方案
        3.1.1 傳統(tǒng)模型預測控制的設(shè)計方案
        3.1.2 傳統(tǒng)模型預測控制的基本原理與算法實現(xiàn)
    3.2 消除權(quán)重因子的模型預測轉(zhuǎn)矩控制方案
        3.2.1 消除權(quán)重因子的模型預測轉(zhuǎn)矩控制設(shè)計方案
        3.2.2 消除權(quán)重因子的模型預測轉(zhuǎn)矩控制的基本原理與算法實現(xiàn)
    3.3 本章小結(jié)
4 異步電機模型預測轉(zhuǎn)矩控制仿真分析
    4.1 異步電機模型預測轉(zhuǎn)矩控制仿真模型
    4.2 模型預測轉(zhuǎn)矩控制仿真結(jié)果分析
        4.2.1 兩種方案穩(wěn)態(tài)性能的仿真結(jié)果分析
        4.2.2 兩種方案動態(tài)性能的仿真結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
5 異步電機模型預測轉(zhuǎn)矩控制實驗分析
    5.1 異步電機模型預測控制實驗平臺介紹
    5.2 異步電機模型預測轉(zhuǎn)矩控制軟件設(shè)計
    5.3 異步電機模型預測轉(zhuǎn)矩控制實驗結(jié)果及分析
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間主要研究成果及獎勵



本文編號：3987801