發(fā)布時間：2017-07-20 14:13

  本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機參數(shù)在線辨識的研究

  更多相關(guān)文章： 永磁同步電機 負載轉(zhuǎn)矩觀測器 轉(zhuǎn)動慣量辨識 Lyapunov第二法 狀態(tài)觀測器 滑模觀測器 模型參考自適應算法 梯度校正算法

【摘要】：永磁同步電機以其高效、高轉(zhuǎn)矩慣量比、小體積等優(yōu)點被廣泛應用于工業(yè)控制中。在高性能永磁同步電機控制系統(tǒng)中,電機參數(shù)變化會直接影響到系統(tǒng)控制性能。為了提高電機的運行效率,需要電機控制系統(tǒng)具有參數(shù)在線辨識的功能。本文以永磁同步電機為研究對象,在矢量控制的基礎(chǔ)上,對其負載轉(zhuǎn)矩觀測和轉(zhuǎn)動慣量辨識兩個方面進行了研究。首先,本文建立了永磁同步電機在不同坐標系下的數(shù)學模型,詳細闡述了矢量控制理論,并給出了永磁同步電機速度、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖。其次,對負載轉(zhuǎn)矩觀測器的兩種方法即狀態(tài)觀測器法和滑模觀測器法的觀測原理進行了研究。推導出了永磁同步電機負載轉(zhuǎn)矩觀測器的公式,并對狀態(tài)觀測器的極點選取進行了改進。改進的狀態(tài)觀測器采用Lyapunov第二法對狀態(tài)觀測器進行分析,給出最優(yōu)控制性能指標,求出最優(yōu)狀態(tài)下的狀態(tài)反饋增益矩陣K。通過仿真驗證了兩種算法的可行性和正確性,并討論了觀測器參數(shù)對觀測性能的影響。再次,闡述了兩種在線轉(zhuǎn)動慣量辨識方法:模型參考自適應算法和梯度校正算法的辨識原理,推導出永磁同步電機的轉(zhuǎn)動慣量辨識公式。分析了辨識參數(shù)對辨識性能的影響,進行了系統(tǒng)定慣量和變慣量的仿真研究,驗證了兩種算法的正確性。最后,基于TI公司DSP芯片TMS320F28069搭建了永磁同步電機控制系統(tǒng)硬件平臺。進行了負載轉(zhuǎn)矩觀測器和轉(zhuǎn)動慣量辨識的軟件模塊搭建,編寫了辨識算法,完成了系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試。實驗驗證了本課題方案的可行性與正確性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機 負載轉(zhuǎn)矩觀測器 轉(zhuǎn)動慣量辨識 Lyapunov第二法 狀態(tài)觀測器 滑模觀測器 模型參考自適應算法 梯度校正算法
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 課題研究背景與意義12-13
• 1.2 永磁同步電機參數(shù)在線辨識方法概述13-15
• 1.2.1 電機數(shù)學模型13
• 1.2.2 參數(shù)辨識方法13-15
• 1.3 永磁同步電機參數(shù)智能感知的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 永磁同步電機負載轉(zhuǎn)矩觀測器的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 永磁同步電機轉(zhuǎn)動慣量辨識的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 論文的主要內(nèi)容17-18
• 第二章 永磁同步電機的數(shù)學模型及矢量控制方案18-24
• 2.1 引言18
• 2.2 永磁同步電機數(shù)學模型18-21
• 2.2.1 永磁同步電機在abc三相靜止坐標系的數(shù)學模型20
• 2.2.2 永磁同步電機在 ?? 軸兩相靜止坐標系的數(shù)學模型20-21
• 2.2.3 永磁同步電機在dq軸兩相旋轉(zhuǎn)坐標系的數(shù)學模型21
• 2.3 永磁同步電機矢量控制策略21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 永磁同步電機負載轉(zhuǎn)矩觀測器24-40
• 3.1 引言24
• 3.2 最優(yōu)控制的負載轉(zhuǎn)矩狀態(tài)觀測器24-29
• 3.2.1 狀態(tài)觀測器的基本原理24-26
• 3.2.2 狀態(tài)觀測器在永磁同步電機中的應用26-27
• 3.2.3 基于Lyapunov最優(yōu)控制策略的狀態(tài)觀測器27-29
• 3.3 基于滑模觀測器的負載轉(zhuǎn)矩辨識29-32
• 3.3.1 滑模觀測器的基本控制原理29-30
• 3.3.2 永磁同步電機負載轉(zhuǎn)矩滑模觀測器的設計30-31
• 3.3.3 負載轉(zhuǎn)矩滑模觀測器抖振抑制分析31-32
• 3.4 負載轉(zhuǎn)矩觀測器的仿真結(jié)果和分析32-39
• 3.4.1 仿真模型的建立32-33
• 3.4.2 基于Lyapunov最優(yōu)控制的狀態(tài)觀測器的仿真結(jié)果33-36
• 3.4.3 基于滑模觀測器的負載轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果36-38
• 3.4.4 兩種負載轉(zhuǎn)矩觀測器的仿真結(jié)果比較38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 永磁同步電機轉(zhuǎn)動慣量辨識40-48
• 4.1 引言40
• 4.2 基于模型參考自適應算法的轉(zhuǎn)動慣量辨識40-41
• 4.3 基于梯度校正算法的轉(zhuǎn)動慣量辨識41-43
• 4.4 轉(zhuǎn)動慣量辨識的仿真結(jié)果和分析43-47
• 4.4.1 基于模型參考自適應算法的轉(zhuǎn)動慣量仿真結(jié)果43-45
• 4.4.2 基于梯度校正算法辨識轉(zhuǎn)動慣量仿真結(jié)果45-46
• 4.4.3 兩種轉(zhuǎn)動慣量辨識算法的仿真結(jié)果比較46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第五章 永磁同步電機參數(shù)智能感知數(shù)字控制系統(tǒng)的設計48-65
• 5.1 引言48
• 5.2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設計48-55
• 5.2.1 DSP核心控制電路設計49-51
• 5.2.2 功率電路設計51-52
• 5.2.3 采樣調(diào)理電路設計52-53
• 5.2.4 位置和速度檢測電路設計53-54
• 5.2.5 故障檢測與保護電路設計54-55
• 5.3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設計55-57
• 5.3.1 主程序設計55-56
• 5.3.2 PWM重載中斷服務子程序56-57
• 5.3.3 故障中斷子程序57
• 5.4 負載轉(zhuǎn)矩觀測器實驗研究57-61
• 5.4.1 基于狀態(tài)觀測器的負載轉(zhuǎn)矩辨識實驗結(jié)果57-59
• 5.4.2 基于滑模觀測器的負載轉(zhuǎn)矩辨識實驗結(jié)果59-60
• 5.4.3 實驗結(jié)果分析60-61
• 5.5 轉(zhuǎn)動慣量辨識實驗研究61-65
• 5.5.1 基于模型參考自適應法的轉(zhuǎn)動慣量辨識實驗結(jié)果61-62
• 5.5.2 基于梯度校正算法辨識轉(zhuǎn)動慣量實驗結(jié)果62-64
• 5.5.3 實驗結(jié)果分析64
• 5.5.4 本章小結(jié)64-65
• 第六章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 全文工作總結(jié)65
• 6.2 后續(xù)工作展望65-67
• 參考文獻67-71
• 致謝71-72
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文72

【參考文獻】

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本文編號：568415