本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機優(yōu)化控制系統(tǒng)仿真研究

  更多相關(guān)文章： 永磁同步電機 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 模糊邏輯 粒子群算法

【摘要】：隨著永磁材料生產(chǎn)規(guī)模的擴大、電機制造工藝的不斷提升,同時微電子技術(shù)與計算機技術(shù)的不斷成熟和現(xiàn)代智能控制理論的飛速發(fā)展,永磁電機更加現(xiàn)代化。社會對電機控制系統(tǒng)的要求更高,發(fā)展永磁同步電機(PMSM)為執(zhí)行機構(gòu)的高性能永磁交流控制系統(tǒng)成為今后的發(fā)展方向。永磁同步電機控制系統(tǒng)在汽車發(fā)動機、家用電器、工業(yè)機器人、數(shù)控機床、辦公自動化設(shè)備、飛行器跟蹤和導(dǎo)彈制導(dǎo)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。永磁同步電機控制系統(tǒng)越來越被人們重視。永磁同步電機是一個非線性、強耦合、時變的復(fù)雜系統(tǒng),電機的模型和參數(shù)容易在實際工作環(huán)境下受到影響變化,同時傳統(tǒng)雙環(huán)結(jié)構(gòu)(轉(zhuǎn)速環(huán)與電流環(huán))控制器由于各環(huán)之間的相互影響,減少了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能。同時,由于現(xiàn)代永磁同步電機控制系統(tǒng)對電機轉(zhuǎn)速的動態(tài)響應(yīng)速度提出了越來越高的要求,以往經(jīng)典控制理論通常使用己知的線性模型為研究對象,難以達到如今控制系統(tǒng)的性能指標要求。如今,通過先進智能控制算法的研究來提高PMSM控制系統(tǒng)性能成為近些年來的研究熱點。本文完成的主要研究工作可分為以下幾個方面：首先,介紹了永磁同步電機的主要結(jié)構(gòu)、分類方法與控制策略的發(fā)展現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上,分別分析了三相靜止坐標坐標系、兩相靜止坐標系和兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下PMSM數(shù)學(xué)模型,并選取在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下對永磁同步電機控制系統(tǒng)進行了具體分析。其次,又分析了永磁同步電機的不同控制技術(shù),詳述了的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)的原理和逆變器調(diào)制方法中常用的電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)原理。同時在MATLAB軟件的Simulink環(huán)境下建立了完整的基于SVPWM矢量控制的永磁同步電機控制系統(tǒng)仿真模型,包括坐標變換模塊和SVPWM調(diào)制波生成模塊等模塊。這些為控制系統(tǒng)研究奠定了基礎(chǔ)。而后,通過對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論與模糊控制原理的分析,將徑向基函數(shù)(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器應(yīng)用到永磁同步電機控制系統(tǒng)中,并使用模糊邏輯優(yōu)化RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習步長,提高了RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化效率。然后通過MATLAB軟件中m文件與Simulink環(huán)境下建立優(yōu)化控制系統(tǒng)的仿真模塊,仿真結(jié)果表明,這種優(yōu)化后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器對永磁同步電機速度控制有著良好的運行性能,比以往的傳統(tǒng)控制方法轉(zhuǎn)速超調(diào)量更小,更快地趨于平穩(wěn)。最后,本文嘗試針對永磁同步電機運行中參數(shù)和負載力矩變化問題,分析了粒子群算法,并加入動態(tài)慣性因子優(yōu)化算法的初始速度,以提高粒子群算法收斂效果,然后建立了基于帶有慣性因子的粒子群算法的參數(shù)估計器,利用粒子群算法的全局逼近性來消除誤差干擾的影響。為了驗證該參數(shù)估計器的可行性,建立了基于反步法電機自適應(yīng)控制系統(tǒng),使用MATLAB中的m文件建立仿真,仿真結(jié)果表明,應(yīng)用該參數(shù)估計器時,保證了跟蹤系統(tǒng)有良好的跟蹤效果,擁有全局穩(wěn)定性和較強的魯棒性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 模糊邏輯 粒子群算法
【學(xué)位授予單位】：廣西師范大學(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3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題來源與意義9
• 1.2 永磁同步電機簡介9-10
• 1.3 永磁同步電機控制策略發(fā)展及現(xiàn)狀10-12
• 1.3.1 傳統(tǒng)控制策略11
• 1.3.2 現(xiàn)代控制策略11
• 1.3.3 智能控制策略11-12
• 1.4 論文研究的內(nèi)容12
• 1.5 各章節(jié)主要安排12-14
• 第2章 永磁同步電機結(jié)構(gòu)與數(shù)學(xué)模型14-21
• 2.1 永磁同步電機的結(jié)構(gòu)與工作原理14-15
• 2.1.1 永磁同步電機的結(jié)構(gòu)14-15
• 2.1.2 永磁同步電機的工作原理15
• 2.2 永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型15-20
• 2.2.1 靜止三相坐標系(A、B、C)下的數(shù)學(xué)模型16-17
• 2.2.2 靜止兩相坐標系(α、β)下的數(shù)學(xué)模型17-18
• 2.2.3 旋轉(zhuǎn)兩相坐標系(d、q)下的數(shù)學(xué)模型18-20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 第3章 永磁同步電機控制技術(shù)21-34
• 3.1 永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)21
• 3.2 永磁同步電機矢量控制技術(shù)21-23
• 3.3 空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù)與建模23-30
• 3.4 永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)仿真研究30-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第4章 基于優(yōu)化RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機控制系統(tǒng)研究34-47
• 4.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述34-37
• 4.1.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)35
• 4.1.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)常用的學(xué)習算法35-37
• 4.2 基于優(yōu)化的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計37-42
• 4.2.1 傳統(tǒng)PID控制器37-39
• 4.2.2 RBF整定PID控制原理39-40
• 4.2.3 模糊控制原理40-41
• 4.2.4 模糊控制優(yōu)化RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習步長41-42
• 4.3 系統(tǒng)仿真與結(jié)果分析42-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第5章 基于改進的粒子群算法的永磁同步電機參數(shù)估計研究47-57
• 5.1 粒子群算法概述47-50
• 5.1.1 帶有慣性因子的改進型粒子群算法48-50
• 5.2 基于改進的粒子群算法的控制系統(tǒng)設(shè)計50-54
• 5.3 仿真及結(jié)果分析54-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 第6章 總結(jié)與展望57-59
• 6.1 工作總結(jié)57
• 6.2 工作展望57-59
• 參考文獻59-62
• 攻讀碩士期間科研成果62-63
• 致謝63-64

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱海云;;同步電機的調(diào)頻同步啟動[J];中國設(shè)備工程;2007年04期

2 許峻峰;張朝陽;馮江華;王志民;伍理勛;郭淑英;;電動公交車用永磁同步電機實驗研究[J];大功率變流技術(shù);2008年06期

3 ;貝加萊隆重推出8LT系列三相同步電機[J];自動化儀表;2008年07期

4 ;貝加萊推出8LT系列三相同步電機[J];電機與控制應(yīng)用;2008年07期

5 薛薇;郭彥嶺;陳增強;;永磁同步電機的混沌分析及其電路實現(xiàn)[J];物理學(xué)報;2009年12期

6 李巖;;對《降低同步電機總裝下線率》成果的評價[J];中國質(zhì)量;2009年11期

7 唐麗嬋;齊亮;;永磁同步電機的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];裝備機械;2011年01期

8 岳明;;永磁同步電機的快速啟動方案設(shè)計[J];電子測量技術(shù);2011年04期

9 董磊;馬文忠;胡慧慧;;同步電機并網(wǎng)發(fā)電實驗裝置的開發(fā)[J];實驗科學(xué)與技術(shù);2012年04期

10 陸華才;;永磁同步電機無位置傳感器控制介紹[J];電機技術(shù);2012年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃明星;葉云岳;范承志;;復(fù)合永磁同步電機的設(shè)計與分析[A];2006年全國直線電機學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

2 劉賢興;霍群海;;優(yōu)化的永磁同步電機滑模變結(jié)構(gòu)控制仿真[A];2006中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會第十屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2006年

3 張瑜;路尚書;李崇堅;趙曉坦;李凡;段巍;安虹;雷鳴;;三電平同步電機轉(zhuǎn)子磁場定向控制系統(tǒng)介紹[A];中國計量協(xié)會冶金分會2008年會論文集[C];2008年

4 張瑜;路尚書;李崇堅;趙曉坦;李凡;段巍;安虹;雷鳴;;三電平同步電機轉(zhuǎn)子磁場定向控制系統(tǒng)介紹[A];2008全國第十三屆自動化應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2008年

5 王本振;柴鳳;程樹康;;徑向和切向結(jié)構(gòu)永磁同步電機的性能研究[A];第十三屆中國小電機技術(shù)研討會論文集[C];2008年

6 尹忠剛;鐘彥儒;張瑞峰;曹鈺;;永磁同步電機無速度傳感器新穎控制策略綜述[A];第三屆數(shù)控機床與自動化技術(shù)專家論壇論文集[C];2012年

7 孫永海;劉建明;高建民;;一起同步電機不能拖動負載的故障探討[A];魯冀晉瓊粵川遼七省金屬（冶金）學(xué)會第十九屆礦山學(xué)術(shù)交流會論文集（機械電氣卷）[C];2012年

8 王麗梅;;電動汽車永磁同步電機控制器硬件設(shè)計[A];西南汽車信息：2011年上半年合刊[C];2011年

9 龍曉軍;于雙和;楊振強;杜佳璐;;基于自抗擾技術(shù)的永磁同步電機調(diào)速方法[A];2011年中國智能自動化學(xué)術(shù)會議論文集（第一分冊）[C];2011年

10 朱洪成;謝寶昌;;獨立變槳永磁同步電機設(shè)計[A];第十八屆中國小電機技術(shù)研討會論文集[C];2013年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張永法;F2TP永磁同步電機掀起節(jié)能革命[N];中國紡織報;2007年

2 羅暉;尤尼康欲領(lǐng)航國產(chǎn)高端變頻器市場[N];科技日報;2008年

3 世淮;變頻器發(fā)展趨勢淺析[N];中國電力報;2006年

4 楊雄飛;軋機高效傳動技術(shù)[N];世界金屬導(dǎo)報;2012年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫靜;混合動力電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)優(yōu)化控制策略研究[D];山東大學(xué);2015年

2 邱鑫;電動汽車用永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

3 唐校;基于60°坐標系SVPWM的永磁同步電機高效率直接轉(zhuǎn)矩控制研究[D];華南理工大學(xué);2015年

4 陳星;車用機電復(fù)合傳動系統(tǒng)機電耦合非線性振動研究[D];北京理工大學(xué);2015年

5 曹海川;電感集成式高速無槽永磁同步電機的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 牛里;基于參數(shù)辨識的高性能永磁同步電機控制策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 楊曉輝;數(shù)控機床中永磁同步電機非線性混沌同步控制算法的研究[D];南昌大學(xué);2015年

8 李玉猛;五相雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機設(shè)計及其電磁特性研究[D];北京理工大學(xué);2015年

9 張虎;基于永磁同步電機的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)力矩控制算法研究[D];吉林大學(xué);2015年

10 賈廣隆;復(fù)合轉(zhuǎn)子定子電勵磁無刷同步電機設(shè)計與分析[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2016年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭彥嶺;永磁同步電機的混沌控制研究[D];天津科技大學(xué);2010年

2 陶澤昊;基于磁通觀測器的永磁同步電機速度跟蹤控制策略研究[D];燕山大學(xué);2015年

3 田永新;車用永磁同步電機驅(qū)動控制系統(tǒng)研究與設(shè)計[D];天津理工大學(xué);2015年

4 焦山旺;具有容錯能力的永磁電機矢量控制系統(tǒng)的研究[D];江南大學(xué);2015年

5 成傳柏;內(nèi)置式永磁同步電機模糊PI弱磁算法研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2015年

6 石敏;永磁同步電機高性能弱磁控制策略的研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2015年

7 張仕聰;永磁同步電機驅(qū)動平面欠驅(qū)動2R機械臂的非線性動力特性研究[D];西南交通大學(xué);2015年

8 樊小利;永磁同步電機模型預(yù)測控制的研究與實現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2015年

9 杜翔宇;電動汽車用永磁同步電機仿真及其控制策略研究[D];上海交通大學(xué);2015年

10 王靜雅;永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)研究[D];遼寧工業(yè)大學(xué);2016年

，

本文編號：656123