本文關(guān)鍵詞：基于自抗擾策略的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制

  更多相關(guān)文章： 永磁同步電機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩控制 定子磁鏈觀測 自抗擾控制 空間矢量調(diào)制

【摘要】：隨著電力電子技術(shù)、現(xiàn)代控制理論以及微處理器等技術(shù)的發(fā)展,交流電機(jī)調(diào)速性能得以迅速提高并在很多調(diào)速領(lǐng)域逐漸取代直流電機(jī)。作為交流同步電動機(jī)的一員,永磁同步電機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡單、功率因數(shù)高、轉(zhuǎn)矩慣量比大的優(yōu)點(diǎn)在調(diào)速領(lǐng)域占有重要地位,隨著對高精度調(diào)速需求的日益增長,永磁同步電機(jī)的應(yīng)用前景越來越好,同時對高性能調(diào)速算法的需求也越來越高。直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制之后出現(xiàn)的另一高性能閉環(huán)調(diào)速策略,通過對電磁轉(zhuǎn)矩以及定子磁鏈的控制實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速,強(qiáng)調(diào)對電磁轉(zhuǎn)矩的直接控制,具有響應(yīng)迅速,魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制使用滯環(huán)比較器對轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制,存在轉(zhuǎn)矩脈動大、逆變器開關(guān)頻率不恒定的缺點(diǎn)�；诳臻g矢量調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制雖然解決了開關(guān)頻率的問題,然而控制性能往往受限于PID調(diào)節(jié)器參數(shù)。為實(shí)現(xiàn)定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的準(zhǔn)確估計,本文基于電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),考慮三種條件下的觀測性能：定子電壓選擇來源不同、有初始磁鏈估計誤差以及定子電阻發(fā)生變化。對三種觀測模型下的觀測性能進(jìn)行了理論分析和仿真驗(yàn)證,最終選擇了合適的模型設(shè)計定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩觀測器。為提高電機(jī)的調(diào)速精度,降低轉(zhuǎn)矩脈動,本文基于定子磁場同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,借鑒自抗擾技術(shù)的思想,設(shè)計了參考電壓控制律,并利用空間矢量調(diào)制技術(shù)調(diào)制參考電壓驅(qū)動逆變器為電機(jī)供電,最終得到基于自抗擾策略的直接轉(zhuǎn)矩控制方案,并對控制方案的可行性進(jìn)行了仿真對比分析。最后,本文利用電機(jī)的空載啟動實(shí)驗(yàn)、帶負(fù)載啟動實(shí)驗(yàn)以及期望轉(zhuǎn)速突變實(shí)驗(yàn)對控制方案的調(diào)速性能進(jìn)行了對比分析,并進(jìn)行了算法復(fù)雜度的計算,驗(yàn)證了本文調(diào)速方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩控制 定子磁鏈觀測 自抗擾控制 空間矢量調(diào)制
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM341;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-18
• 1.1 課題研究背景及意義14-15
• 1.2 直接轉(zhuǎn)矩控制研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文組織結(jié)構(gòu)16-18
• 第2章 直接轉(zhuǎn)矩控制基本原理18-30
• 2.1 永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)及數(shù)學(xué)模型18-22
• 2.1.1 永磁同步電機(jī)基本結(jié)構(gòu)18-19
• 2.1.2 坐標(biāo)變換19-20
• 2.1.3 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型20-22
• 2.2 傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制22-25
• 2.2.1 三相電壓源逆變器22-23
• 2.2.2 轉(zhuǎn)矩和磁鏈的滯環(huán)控制23-24
• 2.2.3 傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)24-25
• 2.3 基于SVM的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)25-29
• 2.3.1 空間矢量調(diào)制25-27
• 2.3.2 SVPWM實(shí)現(xiàn)27-28
• 2.3.3 基于SVM的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 定子磁鏈與電磁轉(zhuǎn)矩估計30-44
• 3.1 定子磁鏈估計方法30-34
• 3.1.1 基于電壓-電流模型的觀測30-31
• 3.1.2 基于電流-轉(zhuǎn)速模型的觀測31-32
• 3.1.3 基于電壓-轉(zhuǎn)速模型的觀測32-34
• 3.2 觀測器性能分析34-37
• 3.2.1 定子電壓選擇對觀測性能的影響34
• 3.2.2 磁鏈初值估計對觀測性能的影響34-36
• 3.2.3 定子電阻變化對觀測性能的影響36-37
• 3.3 仿真分析37-42
• 3.3.1 仿真和實(shí)驗(yàn)條件37
• 3.3.2 定子電壓來源不同時的仿真對比37-39
• 3.3.3 存在磁鏈初始估計誤差時的仿真對比39-41
• 3.3.4 定子電阻變化時的仿真對比41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第4章 基于自抗擾技術(shù)的直接轉(zhuǎn)矩控制方案44-60
• 4.1 自抗擾控制理論44-48
• 4.1.1 跟蹤微分器44-45
• 4.1.2 擴(kuò)張狀態(tài)觀測器45-46
• 4.1.3 誤差反饋46-47
• 4.1.4 參數(shù)整定47-48
• 4.2 PMSM自抗擾控制器設(shè)計48-53
• 4.2.1 mt坐標(biāo)系下的PMSM數(shù)學(xué)模型48-49
• 4.2.2 速度環(huán)控制器設(shè)計49-51
• 4.2.3 參考電壓控制律設(shè)計51-53
• 4.3 基于自抗擾技術(shù)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)53-59
• 4.3.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)53-54
• 4.3.2 仿真分析54-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第5章 基于DSP的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)60-70
• 5.1 DSP程序結(jié)構(gòu)框架60-62
• 5.1.1 主程序流程60-61
• 5.1.2 中斷服務(wù)程序流程61-62
• 5.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與結(jié)果分析62-69
• 5.2.1 電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺結(jié)構(gòu)62-63
• 5.2.2 電機(jī)啟動與空載實(shí)驗(yàn)63-65
• 5.2.3 帶負(fù)載啟動實(shí)驗(yàn)65-67
• 5.2.4 轉(zhuǎn)速突變實(shí)驗(yàn)67-68
• 5.2.5 算法復(fù)雜度對比68-69
• 5.3 本章小結(jié)69-70
• 第6章 結(jié)束語70-72
• 6.1 本文的主要工作和貢獻(xiàn)70
• 6.2 工作展望70-71
• 6.3 工作心得和體會71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及研究成果78

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉靜;晏永紅;蔡f，

本文編號：560708