本文關(guān)鍵詞：多采樣率永磁同步牽引電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：與異步電機(jī)相比,永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor)效率高,相同體積總輸出功率大,因此受到了廣泛的關(guān)注。大功率牽引傳動系統(tǒng)為了降低開關(guān)損耗同時實現(xiàn)直流電壓的最大利用率,開關(guān)頻率一般僅為數(shù)百赫茲且最終要過渡到方波控制。低開關(guān)頻率增加了數(shù)字控制系統(tǒng)的延時,降低了系統(tǒng)帶寬,從而無法實現(xiàn)電機(jī)的高動態(tài)控制性能。另外,方波工況下電壓幅值達(dá)到最大無法調(diào)節(jié),因此基于電流調(diào)節(jié)器的矢量控制不再適用,同時為弱磁控制帶來困難。首先采用了一種基本母線鉗位策略(BBCS)的過調(diào)制方法,保證了諧波特性的同時也實現(xiàn)了到方波工況的平滑過渡。分析了數(shù)字控制原理及延時產(chǎn)生機(jī)理,并對多采樣率數(shù)字控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模分析,然后提出了一種基于狀態(tài)觀測器的延時補(bǔ)償算法,對系統(tǒng)延時進(jìn)行補(bǔ)償,使低開關(guān)頻率下的系統(tǒng)響應(yīng)速度和解耦性能都得到有效改善。針對方波工況下傳統(tǒng)雙電流環(huán)控制深度弱磁時因交叉耦合引起弱磁失效的情況,采用了一種電壓相角弱磁方法,避免了傳統(tǒng)控制中兩個調(diào)節(jié)器之間的沖突,保證了電機(jī)的全速域范圍內(nèi)的最大轉(zhuǎn)矩控制。本文基于MATLAB/Simulink搭建了永磁同步電機(jī)傳動系統(tǒng)仿真模型,并搭建了基于TMS320VC33的300kW永磁同步電機(jī)實驗平臺。分別在仿真和實驗中對基本母線鉗位過調(diào)制策略和延時補(bǔ)償算法以及電壓相角弱磁方法進(jìn)行了分析,驗證了所提方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 基本母線鉗位 多采樣率 延時補(bǔ)償 弱磁控制
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM922.71
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 引言10-16
• 1.1 研究背景10
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢10-15
• 1.2.1 永磁同步牽引傳動系統(tǒng)應(yīng)用概況10-11
• 1.2.2 大功率永磁同步電機(jī)控制技術(shù)11-15
• 1.3 本文主要內(nèi)容15-16
• 2 永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)16-30
• 2.1 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型16-21
• 2.1.1 永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及物理模型16-17
• 2.1.2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型17-21
• 2.2 永磁同步電機(jī)矢量控制21-24
• 2.2.1 永磁同步電機(jī)運行分析21-22
• 2.2.2 永磁同步牽引系統(tǒng)的矢量控制方法22-24
• 2.3 空間矢量PWM過調(diào)制算法24-28
• 2.3.1 SVPWM基本原理24-25
• 2.3.2 基本母線鉗位過調(diào)制算法25-26
• 2.3.3 仿真結(jié)果及分析26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 3 多采樣率永磁同步電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)延時補(bǔ)償30-42
• 3.1 傳統(tǒng)數(shù)字控制及延時問題30-32
• 3.1.1 數(shù)字控制延時產(chǎn)生原理30-31
• 3.1.2 數(shù)字延時影響分析31-32
• 3.2 時補(bǔ)償控制策略32-38
• 3.2.1 多采樣率數(shù)字控制系統(tǒng)33-34
• 3.2.2 基于狀態(tài)觀測器的延時補(bǔ)償算法34-36
• 3.2.3 延時補(bǔ)償在解耦控制上的應(yīng)用36-38
• 3.3 仿真結(jié)果及分析38-41
• 3.3.1 延時補(bǔ)償仿真分析38-39
• 3.3.2 加入延時補(bǔ)償?shù)慕怦羁刂品抡娣治?/span>39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 4 永磁同步電機(jī)電壓相角法弱磁控制42-56
• 4.1 永磁同步電機(jī)弱磁運行理論42-44
• 4.1.1 永磁同步電機(jī)弱磁控制基本原理42-44
• 4.1.2 電流調(diào)節(jié)器弱磁策略的問題44
• 4.2 電壓相角法弱磁44-52
• 4.2.1 電壓相角法弱磁原理44-46
• 4.2.2 電壓相角法弱磁控制穩(wěn)定性分析46-51
• 4.2.3 控制策略的實現(xiàn)51-52
• 4.3 仿真及結(jié)果分析52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 5 實驗及結(jié)果分析56-76
• 5.1 永磁同步電機(jī)實驗平臺56-60
• 5.1.1 實驗平臺介紹56-59
• 5.1.2 實驗平臺控制邏輯59-60
• 5.2 基本母線鉗位過調(diào)制開環(huán)實驗60-63
• 5.2.1 基本母線鉗位過調(diào)制數(shù)字實現(xiàn)方式60-61
• 5.2.2 基本母線鉗位過調(diào)制實驗結(jié)果61-63
• 5.3 電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置校正、閉環(huán)實驗63-66
• 5.3.1 轉(zhuǎn)子初始位置校正63-64
• 5.3.2 電流閉環(huán)實驗64-65
• 5.3.3 空載轉(zhuǎn)速閉環(huán)實驗65-66
• 5.4 永磁同步電機(jī)延時補(bǔ)償與解耦控制實驗66-71
• 5.4.1 延時補(bǔ)償實驗66-70
• 5.4.2 解耦控制實驗70-71
• 5.5 永磁同步電機(jī)電壓相角法弱磁實驗71-74
• 5.6 本章小結(jié)74-76
• 6 結(jié)論和展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果82-86
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集86

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1 賀允東;數(shù)字控制系統(tǒng)時域分析的若干問題[J];鐵道學(xué)報;1985年04期

2 若林泰夫;張琳;;核電站數(shù)字控制系統(tǒng)[J];汽輪機(jī)技術(shù);1985年01期

3 于廣漢;;矩形脈沖序列的寬譜與數(shù)字控制系統(tǒng)的分析[J];大連鐵道學(xué)院學(xué)報;1986年02期

4 于廣漢;;矩形脈沖序列的寬譜與數(shù)字控制系統(tǒng)的分析[J];機(jī)車電傳動;1987年01期

5 陳連坤;賀允東;;數(shù)字控制系統(tǒng)中有限字長效應(yīng)的研究[J];北方交通大學(xué)學(xué)報;1988年01期

6 盧建華,劉愛元,王立元;一種磁懸浮球數(shù)字控制系統(tǒng)的研制[J];儀表技術(shù)與傳感器;2001年01期

7 潘崢嶸,項林英,郭戈;多采樣率數(shù)字控制系統(tǒng)的進(jìn)展與走向[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報;2005年05期

8 J.C.Simmons;B.M.Hall;韓云芳;;德爾它運載火箭數(shù)字控制系統(tǒng)的發(fā)展[J];國外導(dǎo)彈技術(shù);1980年06期

9 竇大定;Z域直接設(shè)計的數(shù)字控制系統(tǒng)的一些基本性質(zhì)[J];浙江工學(xué)院學(xué)報;1984年02期

10 束志業(yè);數(shù)字控制系統(tǒng)運動規(guī)律的精確描述問題[J];中國空間科學(xué)技術(shù);1984年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 劉遠(yuǎn)軍;李斌;王新生;;數(shù)字控制系統(tǒng)的開放性和互可操作性[A];中國計量協(xié)會冶金分會2009年年會論文集[C];2009年

2 肖建;唐磊;;多采樣率數(shù)字控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析[A];四川省電工技術(shù)學(xué)會第七屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2003年

3 王亮;汪秉文;郭一平;;基于灰色系統(tǒng)理論的數(shù)字控制系統(tǒng)系數(shù)量化誤差研究[A];第二十六屆中國控制會議論文集[C];2007年

4 查凡;陳樂柱;;并聯(lián)型有源電力濾波器數(shù)字控制系統(tǒng)的實現(xiàn)[A];第二屆全國電能質(zhì)量學(xué)術(shù)會議暨電能質(zhì)量行業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2011年

5 張羽飛;張鵬飛;馮汝鵬;;一類嵌入式數(shù)字控制系統(tǒng)的自動測試系統(tǒng)設(shè)計[A];中國儀器儀表學(xué)會第三屆青年學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];2001年

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1 王亮;基于胞映射的數(shù)字控制系統(tǒng)量化效應(yīng)分析與設(shè)計[D];華中科技大學(xué);2008年

2 李鐵峰;分布式數(shù)字控制系統(tǒng)片上實現(xiàn)的設(shè)計與仿真研究[D];中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2014年

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1 侯正男;交流諧振懸浮數(shù)字控制系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 張新宇;多采樣率永磁同步牽引電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)研究[D];北京交通大學(xué);2016年

3 陳琳;數(shù)字控制系統(tǒng)優(yōu)化算法若干問題的研究[D];浙江大學(xué);2006年

4 戴云;磁浮主軸數(shù)字控制系統(tǒng)的研究[D];西安理工大學(xué);2002年

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6 黃義;基于DSP的磁懸浮軸承嵌入式數(shù)字控制系統(tǒng)的研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

7 王鵬偉;電動鉆機(jī)發(fā)電機(jī)組數(shù)字控制系統(tǒng)的研究[D];西安石油大學(xué);2010年

8 楊雪松;受電弓滑板材料高速載流摩擦實驗機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)[D];北京交通大學(xué);2011年

9 張小建;主動磁懸浮軸承數(shù)字控制系統(tǒng)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2002年

10 謝斐;空間矢量算法的研究及其在三相UPS數(shù)字控制系統(tǒng)的實現(xiàn)[D];華南理工大學(xué);2012年

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本文編號：723560