永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有體積小、轉(zhuǎn)矩密度高、效率高、功率因數(shù)高的特點,因而被廣泛應(yīng)用于伺服控制領(lǐng)域。但是永磁同步電機本身是一個多變量、強耦合、非線性的復(fù)雜系統(tǒng),其控制系統(tǒng)又對電機參數(shù)變化和外部擾動比較敏感,所以如何設(shè)計出高性能永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)一直是研究重點。本文利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在解決非線性和不確定性控制系統(tǒng)方面的優(yōu)勢,結(jié)合PID控制器設(shè)計出一款基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器,并且將其運用到電壓空間矢量調(diào)制方法中,這樣就得到了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的PMSM控制算法。另外為了提高系統(tǒng)設(shè)計效率,專注于算法調(diào)試,論文中使用基于模型的設(shè)計方法作為系統(tǒng)軟件設(shè)計方法。仿真分析和硬件平臺實驗結(jié)果都證明了所提出方法的有效性。主要內(nèi)容概括如下:1.對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器的原理和算法進行了系統(tǒng)的分析,并提出了改進控制性能的方法。為驗證算法的可行性和可靠性,給出了測試案例,測試結(jié)果表明神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器完全能夠?qū)崟r調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接權(quán)值,達到理想的控制效果。2.分析了空間矢量的基本原理,在此基礎(chǔ)上,利用Simulink的Embedded Coder工具箱,搭建了PMSM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制系統(tǒng)仿真模型。通過對比神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制和傳統(tǒng)PID控制效果,可以看出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器完全能夠滿足PMSM調(diào)速要求,并且具有更快的速度響應(yīng)能力。3.分析了基于模型的設(shè)計基本流程,并按照此流程,先后對仿真模型的控制器部分完成模型檢查,模型定點化,軟件在環(huán)測試和處理器在環(huán)測試。在模型完成測試后搭建控制器代碼模型,借助自動代碼生成工具完成代碼生成,并下載到硬件上進行測試。硬件平臺測試結(jié)果表明,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器完全能夠滿足系統(tǒng)自整定要求,電機轉(zhuǎn)速能夠跟蹤給定且表現(xiàn)出更快的響應(yīng)性能。
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM341;TP273
文章目錄
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題的研究的背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 基于模型的設(shè)計發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
1.4 本章小結(jié)
第二章 基于模型的設(shè)計方法概述
2.1 基于模型設(shè)計的概念
2.2 基于模型設(shè)計的基本流程
2.3 本章小結(jié)
第三章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器原理概述
3.1 PID控制器
3.1.1 PID控制器基本原理
3.1.2 數(shù)字PID控制算法
3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID
3.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法
3.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID基本原理
3.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法示例
3.3 本章小結(jié)
第四章 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的PMSM建模與仿真
4.1 永磁同步電機數(shù)學模型
4.2 空間矢量控制基本原理
4.3 Simulink Embedded Coder簡介
4.3.1 C2000外設(shè)庫
4.3.2 DMC庫
4.3.3 IQ Math庫
4.4 PMSM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制系統(tǒng)建模與仿真
4.4.1 PMSM空間矢量控制系統(tǒng)
4.4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器設(shè)計
4.4.3 PMSM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制仿真
4.5 本章小結(jié)
第五章 自動代碼生成以及實驗結(jié)果分析
5.1 控制系統(tǒng)硬件平臺概述
5.2 模型的優(yōu)化與驗證
5.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器模型檢查與驗證
5.2.2 模型定點化
5.2.3 軟件在環(huán)測試
5.2.4 處理器在環(huán)測試
5.3 代碼模型設(shè)計
5.3.1 代碼模型結(jié)構(gòu)概述
5.3.2 代碼模型參數(shù)設(shè)置
5.4 硬件測試結(jié)果分析
5.4.1 代碼模型設(shè)置和檢查
5.4.2 自動代碼生成以及結(jié)果分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果
致謝
【相似文獻】
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本文編號：
1841700
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