發(fā)布時間：2017-06-13 06:09

  本文關(guān)鍵詞：永磁同步電動機(jī)速度環(huán)控制策略研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：永磁同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是一個強(qiáng)耦合、多變量的非線性系統(tǒng),為了滿足在復(fù)雜工作環(huán)境下高可靠性與高性能的控制要求,需要解決電流耦合、參數(shù)攝動、外部擾動等不確定性因素所帶來的諸多問題。本文以永磁同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)為研究對象,開展基于滑模變結(jié)構(gòu)控制理論的非線性控制策略、基于粒子群優(yōu)化的分?jǐn)?shù)階控制算法和基于模型參考自適應(yīng)的無速度傳感器控制的相關(guān)研究。首先,對永磁同步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和分類進(jìn)行了分析介紹。建立了永磁同步電動機(jī)在三種坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型,重點(diǎn)介紹在旋轉(zhuǎn)d-q坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,研究了磁場定向控制的基本原理和空間矢量調(diào)制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式,對永磁同步電動機(jī)雙閉環(huán)系統(tǒng)的電流環(huán)進(jìn)行了分析設(shè)計。其次,對基于指數(shù)趨近律的滑模變結(jié)構(gòu)控制律進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上提出了改進(jìn)的滑模趨近律,該算法根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)距離平衡點(diǎn)的遠(yuǎn)近而調(diào)整趨近律速度,通過Lyapunov定律證明了該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。給出了基于改進(jìn)指數(shù)趨近律的滑模控制器設(shè)計方法,構(gòu)建了永磁同步電動機(jī)滑模調(diào)速系統(tǒng),提高了系統(tǒng)控制性能。再次,通過對分?jǐn)?shù)階微積分理論分析介紹,研究了具有魯棒性的分?jǐn)?shù)階PIλDμ控制器的設(shè)計方法,采用粒子群優(yōu)化算法對控制器參數(shù)進(jìn)行整定,設(shè)計了具有五個參數(shù)的分?jǐn)?shù)階PIλDμ速度控制器。仿真結(jié)果表明,該控制器滿足系統(tǒng)控制品質(zhì)的要求,對系統(tǒng)增益的變化不敏感,具有更強(qiáng)的魯棒性。最后,在實(shí)現(xiàn)有速度傳感器矢量控制的前提下,進(jìn)一步研究無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)根據(jù)模型參考自適應(yīng)算法進(jìn)行速度辨識,通過采用混沌初始化的粒子群優(yōu)化算法確定自適應(yīng)律的積分與比例參數(shù),其調(diào)速系統(tǒng)采用滑模變結(jié)構(gòu)控制。仿真分析了永磁同步電動機(jī)無速度傳感器矢量控制在不同工況下的速度辨識特性及電動機(jī)運(yùn)行性能。結(jié)果表明該算法能夠準(zhǔn)確辨識電動機(jī)轉(zhuǎn)速,具有良好的靜態(tài)與動態(tài)性能。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電動機(jī) 矢量控制系統(tǒng) 滑模變結(jié)構(gòu)控制 分?jǐn)?shù)階控制 無速度傳感器控制
【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】：TM341
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)14-15
• 1.2.1 電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成14
• 1.2.2 驅(qū)動電動機(jī)分類14-15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 基本控制策略15-16
• 1.3.2 基于現(xiàn)代控制理論的控制策略16-18
• 1.3.3 基于智能思想的控制策略18-19
• 1.3.4 位置與速度檢測技術(shù)發(fā)展19
• 1.4 本文的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)19-21
• 第二章 永磁同步電動機(jī)矢量控制系統(tǒng)21-32
• 2.1 永磁同步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和分類21-22
• 2.2 正弦波永磁同步電動機(jī)數(shù)學(xué)模型22-24
• 2.3 永磁同步電動機(jī)磁場定向控制系統(tǒng)24-30
• 2.3.1 磁場定向控制基本原理24-26
• 2.3.2 電壓空間矢量調(diào)制技術(shù)26-30
• 2.4 電流環(huán)PI控制器設(shè)計30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 基于滑模變結(jié)構(gòu)的PMSM速度控制32-48
• 3.1 引言32-33
• 3.2 滑膜變結(jié)構(gòu)控制原理33-35
• 3.2.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制器穩(wěn)定性33-34
• 3.2.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制器設(shè)計原理34-35
• 3.3 電流環(huán)控制策略35-36
• 3.4 滑膜變結(jié)構(gòu)控制器設(shè)計36-39
• 3.4.1 空間狀態(tài)方程36
• 3.4.2 改進(jìn)的趨近律設(shè)計36-38
• 3.4.3 滑模控制器設(shè)計38-39
• 3.5 仿真結(jié)果與分析39-47
• 3.5.1 基于改進(jìn)指數(shù)趨近律的仿真設(shè)計40-41
• 3.5.2 動態(tài)響應(yīng)性能分析41-44
• 3.5.3 魯棒性分析44-47
• 3.6 文章小結(jié)47-48
• 第四章 基于分?jǐn)?shù)階控制器的PMSM速度控制48-62
• 4.1 引言48-49
• 4.2 分?jǐn)?shù)階理論與分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)49-51
• 4.2.1 分?jǐn)?shù)階的數(shù)學(xué)定義49
• 4.2.2 分?jǐn)?shù)階控制系統(tǒng)49-50
• 4.2.3 分?jǐn)?shù)階算子的有理化近似算法50-51
• 4.3 分?jǐn)?shù)階控制器51
• 4.4 PMSM調(diào)速系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制器設(shè)計51-52
• 4.4.1 控制對象與控制器51-52
• 4.4.2 設(shè)計準(zhǔn)則52
• 4.5 基于粒子群優(yōu)化算法的分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制器參數(shù)整定52-56
• 4.5.1 粒子群優(yōu)化算法53-54
• 4.5.2 分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制器參數(shù)整定54-56
• 4.6 分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)56
• 4.7 仿真結(jié)果與分析56-61
• 4.7.1 動態(tài)響應(yīng)性能分析57-59
• 4.7.2 魯棒性分析59-61
• 4.8 本章小結(jié)61-62
• 第五章 基于模型參考自適應(yīng)的PMSM無速度傳感器控制62-79
• 5.1 引言62-63
• 5.2 模型參考自適應(yīng)控制的基本原理63-64
• 5.2.1 Popov超穩(wěn)定性理論63
• 5.2.2 基于超穩(wěn)定理論的模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計63-64
• 5.3 基于MRAS的PMSM速度辨識設(shè)計64-68
• 5.3.1 參考模型及可調(diào)模型設(shè)計64-65
• 5.3.2 自適應(yīng)律確定65-68
• 5.4 基于混沌粒子群優(yōu)化算法的參數(shù)自整定68-70
• 5.5 仿真結(jié)果與分析70-77
• 5.5.1 參數(shù)整定70-71
• 5.5.2 MRAS無速度傳感器控制系統(tǒng)仿真71-77
• 5.6 本章小結(jié)77-79
• 總結(jié)與展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文85-87
• 致謝87

【相似文獻(xiàn)】

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