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

【摘要】：永磁同步電動機調(diào)速系統(tǒng)是一個強耦合、多變量的非線性系統(tǒng),為了滿足在復雜工作環(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)化的分數(shù)階控制算法和基于模型參考自適應的無速度傳感器控制的相關(guān)研究。首先,對永磁同步電動機的結(jié)構(gòu)和分類進行了分析介紹。建立了永磁同步電動機在三種坐標系中的數(shù)學模型,重點介紹在旋轉(zhuǎn)d-q坐標系的數(shù)學關(guān)系。在此基礎上,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)的實現(xiàn)方式,對永磁同步電動機雙閉環(huán)系統(tǒng)的電流環(huán)進行了分析設計。其次,對基于指數(shù)趨近律的滑模變結(jié)構(gòu)控制律進行了分析。在此基礎上提出了改進的滑模趨近律,該算法根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)距離平衡點的遠近而調(diào)整趨近律速度,通過Lyapunov定律證明了該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。給出了基于改進指數(shù)趨近律的滑模控制器設計方法,構(gòu)建了永磁同步電動機滑模調(diào)速系統(tǒng),提高了系統(tǒng)控制性能。再次,通過對分數(shù)階微積分理論分析介紹,研究了具有魯棒性的分數(shù)階PIλDμ控制器的設計方法,采用粒子群優(yōu)化算法對控制器參數(shù)進行整定,設計了具有五個參數(shù)的分數(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,具有更強的魯棒性。最后,在實現(xiàn)有速度傳感器矢量控制的前提下,進一步研究無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)根據(jù)模型參考自適應算法進行速度辨識,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運行性能。結(jié)果表明該算法能夠準確辨識電動機轉(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 矢量控制系統(tǒng) 滑模變結(jié)構(gòu)控制 分數(shù)階控制 無速度傳感器控制
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 電動機調(diào)速系統(tǒng)14-15
• 1.2.1 電動機調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成14
• 1.2.2 驅(qū)動電動機分類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 永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)21-32
• 2.1 永磁同步電動機的結(jié)構(gòu)和分類21-22
• 2.2 正弦波永磁同步電動機數(shù)學模型22-24
• 2.3 永磁同步電動機磁場定向控制系統(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)控制器設計36-39
• 3.4.1 空間狀態(tài)方程36
• 3.4.2 改進的趨近律設計36-38
• 3.4.3 滑�？刂破髟O計38-39
• 3.5 仿真結(jié)果與分析39-47
• 3.5.1 基于改進指數(shù)趨近律的仿真設計40-41
• 3.5.2 動態(tài)響應性能分析41-44
• 3.5.3 魯棒性分析44-47
• 3.6 文章小結(jié)47-48
• 第四章 基于分數(shù)階控制器的PMSM速度控制48-62
• 4.1 引言48-49
• 4.2 分數(shù)階理論與分數(shù)階系統(tǒng)49-51
• 4.2.1 分數(shù)階的數(shù)學定義49
• 4.2.2 分數(shù)階控制系統(tǒng)49-50
• 4.2.3 分數(shù)階算子的有理化近似算法50-51
• 4.3 分數(shù)階控制器51
• 4.4 PMSM調(diào)速系統(tǒng)的分數(shù)階PI~λD~μ控制器設計51-52
• 4.4.1 控制對象與控制器51-52
• 4.4.2 設計準則52
• 4.5 基于粒子群優(yōu)化算法的分數(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 分數(shù)階PI~λD~μ控制器參數(shù)整定54-56
• 4.6 分數(shù)階PI~λD~μ控制器的數(shù)字實現(xiàn)56
• 4.7 仿真結(jié)果與分析56-61
• 4.7.1 動態(tài)響應性能分析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控制系統(tǒng)設計63-64
• 5.3 基于MRAS的PMSM速度辨識設計64-68
• 5.3.1 參考模型及可調(diào)模型設計64-65
• 5.3.2 自適應律確定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81-85
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文85-87
• 致謝87

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