發(fā)布時間：2017-09-03 21:30

  本文關(guān)鍵詞：永磁伺服系統(tǒng)電流環(huán)設(shè)計與優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 永磁同步電機 自抗擾控制 擴張狀態(tài)觀測器 控制延時 參數(shù)辨識

【摘要】：永磁同步電機較其他類型電機,在功率密度、效率、體積、結(jié)構(gòu)等諸多方面存在明顯優(yōu)勢,因而在需求較高精度的伺服場合,例如機器人、數(shù)控機床、電梯、導(dǎo)航等應(yīng)用中逐漸成為主流選擇。為確保性能并滿足具體應(yīng)用的需求,永磁伺服系統(tǒng)必須具有快速的動態(tài)響應(yīng)以及高穩(wěn)態(tài)精度。作為伺服系統(tǒng)最內(nèi)環(huán)的電流環(huán)則是保證整體系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)。而在電流環(huán)中存在的擾動、因數(shù)字控制帶來的控制延時等因素將對控制性能帶來不利影響。因此,本文采用一種新型的非線性控制器——自抗擾控制器替代傳統(tǒng)的PI控制器。它包括以下三個部分:跟蹤微分器(Tracking Differentiator,TD)、非線性反饋律(Nonlinear State Error Feedback,NLSEF)和擴張狀態(tài)觀測器(Extended State Observer,ESO)。通過對擾動進行估計并直接補償,并據(jù)此配置合適的反饋控制率可以獲取較好的控制性能。本文首先研究了自抗擾控制技術(shù)在PMSM伺服系統(tǒng)電流環(huán)中的應(yīng)用,設(shè)計了電流環(huán)一階自抗擾控制器。通過擴張狀態(tài)觀測器估計擾動并前饋補償?shù)姆绞较龜_動的影響。隨后,在對數(shù)字控制延時環(huán)節(jié)和控制器結(jié)構(gòu)進行分析后,提出了一種針對延時的改進自抗擾控制器。使得電流響應(yīng)在表現(xiàn)出良好抑擾性能的同時能明顯消除延時環(huán)節(jié)的影響且可大幅擴展電流環(huán)的帶寬。并通過仿真和實驗驗證了有效性。隨后,考慮到電機運行過程中會存在參數(shù)變化將惡化控制器性能這一問題,對電流環(huán)自抗擾控制器進行了參數(shù)魯棒性分析,確定對控制器性能影響最顯著的電機參數(shù)。并據(jù)此采用模型參考自適應(yīng)方法對電機磁鏈以及最為影響控制器性能的電感參數(shù)項進行在辨識。并通過仿真及實驗驗證了分析的正確性以及參數(shù)辨識方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機 自抗擾控制 擴張狀態(tài)觀測器 控制延時 參數(shù)辨識
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM341;TM921.541
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-10
• 注釋表10-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.2 永磁同步電機伺服系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 永磁同步電機的控制策略13-14
• 1.2.2 國內(nèi)外交流伺服系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 永磁同步電機電流控制策略15-16
• 1.3 自抗擾控制16-17
• 1.3.1 自抗擾控制技術(shù)的提出與發(fā)展16-17
• 1.3.2 自抗擾控制在電機控制的應(yīng)用17
• 1.4 本文主要工作17-19
• 第二章 永磁同步電機數(shù)學(xué)模型與自抗擾控制原理19-28
• 2.1 引言19
• 2.2 永磁同步電機數(shù)學(xué)模型19-22
• 2.2.1 永磁同步電機結(jié)構(gòu)19
• 2.2.2 永磁同步電機旋轉(zhuǎn)坐標系下模型19-22
• 2.2.3 永磁同步電機矢量控制策略22
• 2.3 自抗擾控制器原理22-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 PMSM電流環(huán)自抗擾控制器設(shè)計28-48
• 3.1 引言28
• 3.2 電流環(huán)PI控制器的缺陷28-31
• 3.2.1 控制延時的影響28-30
• 3.2.2 電流環(huán)的擾動30-31
• 3.3 電流環(huán)自抗擾控制器的設(shè)計31-41
• 3.3.1 電流環(huán)數(shù)學(xué)模型31-32
• 3.3.2 電流環(huán)自抗擾控制器設(shè)計32-34
• 3.3.3 整體結(jié)構(gòu)及性能分析34-36
• 3.3.4 仿真及實驗驗證36-41
• 3.4 基于延時環(huán)節(jié)的改進型自抗擾控制器41-47
• 3.4.1 針對延時環(huán)節(jié)的改進型ADRC設(shè)計41-43
• 3.4.2 仿真與實驗驗證43-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第四章 電流環(huán)自抗擾控制器魯棒性分析及參數(shù)辨識48-60
• 4.1 引言48
• 4.2 電流環(huán)自抗擾控制器的魯棒性分析48-52
• 4.2.1 電流環(huán)自抗擾控制器的魯棒性分析48-50
• 4.2.2 仿真及實驗驗證50-52
• 4.3 電感參數(shù)辨識52-58
• 4.3.1 基于模型自適應(yīng)的參數(shù)辨識方法52
• 4.3.2 基于MRAS的電感及磁鏈辨識算法設(shè)計52-55
• 4.3.3 仿真及實驗驗證55-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第五章 全文總結(jié)與展望60-62
• 5.1 全文總結(jié)60
• 5.2 進一步研究工作的展望60-62
• 參考文獻62-67
• 致謝67-68
• 在學(xué)期間獲得的榮譽及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 紀恩慶;肖維榮;;二階自抗擾控制器的參數(shù)簡化[J];自動化儀表;2007年05期

2 高楊,吳丹,易旺民,司勇;自抗擾控制器在非圓車削中的應(yīng)用[J];組合機床與自動化加工技術(shù);2004年10期

3 于希寧;尹水紅;閆智輝;楊潔;;自抗擾控制器的發(fā)展及其應(yīng)用[J];儀器儀表用戶;2007年04期

4 邱兆軍;肖維榮;;自抗擾控制器在無主軸凹印機套色控制的應(yīng)用[J];自動化儀表;2007年08期

5 王燕波;包鋼;王祖溫;;自抗擾控制器在氣壓伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];大連海事大學(xué)學(xué)報;2007年03期

6 蘇杰;張?zhí)m珍;李向菊;;自抗擾控制器的分析及應(yīng)用[J];儀器儀表用戶;2008年06期

7 馬幼捷;劉增高;周雪松;王新志;;自抗擾控制器的原理解析[J];天津理工大學(xué)學(xué)報;2008年04期

8 趙金海;;船舶航行自抗擾控制器的仿真研究[J];艦船電子工程;2011年08期

9 李述清;張勝修;劉毅男;周帥偉;;航空發(fā)動機自抗擾控制器簡捷設(shè)計與應(yīng)用[J];航空發(fā)動機;2012年03期

10 張奇志;王釗;;基于自抗擾控制器的柴油機轉(zhuǎn)速控制[J];電子測試;2012年12期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃遠燦;韓京清;;自抗擾控制器在空間降噪中的應(yīng)用[A];1997年中國控制會議論文集[C];1997年

2 韓京清;張文革;高志強;;模型配置自抗擾控制器[A];1998年中國控制會議論文集[C];1998年

3 鐘慶;吳捷;;并聯(lián)型有源濾波器中的自抗擾控制器[A];第二十一屆中國控制會議論文集[C];2002年

4 孫秀霞;王春山;陳金科;;自抗擾控制器在某型飛機飛行控制中的應(yīng)用研究[A];第二十二屆中國控制會議論文集（上）[C];2003年

5 劉翔;包啟亮;;機動平臺光電跟蹤系統(tǒng)的自抗擾控制研究[A];第十屆全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2012年

6 周惠興;琚莉;王慧晶;孫鵬;;壓電執(zhí)行器自抗擾控制器參數(shù)的整定方法[A];2007年中國智能自動化會議論文集[C];2007年

7 賈冬;趙江波;王軍政;任廣通;;結(jié)晶器振動電液伺服系統(tǒng)的自抗擾控制器設(shè)計[A];中國自動化學(xué)會控制理論專業(yè)委員會C卷[C];2011年

8 王清;宋年年;王佳慶;姚菁;;優(yōu)化自抗擾控制器在主汽溫控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

9 趙仁濤;李華德;苗敬利;郝智紅;楊立永;;自抗擾理論的形成與發(fā)展[A];中國計量協(xié)會冶金分會2008年會論文集[C];2008年

10 周雪松;豐美麗;馬幼捷;劉增高;;基于LabVIEW的自抗擾控制器的設(shè)計及應(yīng)用[A];2008中國儀器儀表與測控技術(shù)進展大會論文集（Ⅲ）[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 貝家來;線性自抗擾控制器在粗紗機中的應(yīng)用[N];中國紡織報;2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孫明革;基于現(xiàn)場總線的自抗擾控制器研究[D];吉林大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 田永貴;變速恒頻雙饋風力發(fā)電機并網(wǎng)控制策略研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 姜濤;基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的船舶航向自抗擾控制[D];大連海事大學(xué);2016年

3 王德民;大型雙槳雙舵船舶操縱自抗擾控制研究[D];大連海事大學(xué);2016年

4 董振曄;基于自抗擾的板球系統(tǒng)控制研究[D];北京理工大學(xué);2016年

5 余佩玉;無軸承異步電機及其控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究[D];江蘇大學(xué);2016年

6 劉亞旋;基于自抗擾控制器的永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];廣東工業(yè)大學(xué);2016年

7 周斌;永磁同步電機伺服系統(tǒng)自抗擾控制的研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2016年

8 于文彬;自抗擾飛行控制器參數(shù)的粒子群優(yōu)化算法及其應(yīng)用研究[D];上海工程技術(shù)大學(xué);2016年

9 楊嘉庚;航天器相對運動姿軌耦合跟蹤控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

10 程丕建;電力系統(tǒng)負荷頻率自抗擾控制器參數(shù)優(yōu)化[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

，

本文編號：787436