【摘要】：在永磁同步電機(jī)系統(tǒng)中,負(fù)載轉(zhuǎn)矩及系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的變化所引起的擾動(dòng)會(huì)影響調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,因而需要通過對系統(tǒng)擾動(dòng)值進(jìn)行準(zhǔn)確、快速地估計(jì),并采用抗擾策略對控制器進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整的方式改善系統(tǒng)性能。本文對永磁同步電機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的辨識(shí)算法和抗擾策略展開深入研究,對已有方法存在的辨識(shí)耦合問題和辨識(shí)波動(dòng)問題進(jìn)行分析,在此基礎(chǔ)上提出了基于朗道自適應(yīng)擾動(dòng)觀測器的機(jī)械參數(shù)辨識(shí)策略。論文在分析了永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型和矢量控制理論基礎(chǔ)上,以轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)為研究對象,推導(dǎo)了傳統(tǒng)機(jī)械參數(shù)辨識(shí)策略的遞推機(jī)制,針對傳統(tǒng)機(jī)械參數(shù)辨識(shí)算法存在的耦合問題,采用朗道自適應(yīng)理論,設(shè)計(jì)了基于擾動(dòng)觀測器的機(jī)械參數(shù)辨識(shí)算法,該算法以系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程為模型,選取包含有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和負(fù)載轉(zhuǎn)矩信息且具有較高獨(dú)立性的待辨識(shí)系數(shù)作為可調(diào)參數(shù),從而解決辨識(shí)過程中因參數(shù)耦合問題的影響使得算法收斂速度慢以及辨識(shí)初期出現(xiàn)波動(dòng)的問題。針對參數(shù)變化時(shí)的辨識(shí)結(jié)果波動(dòng)問題,通過對該擾動(dòng)觀測器頻域響應(yīng)的分析,合理選擇自適應(yīng)增益的值,進(jìn)而對這種波動(dòng)進(jìn)行有效抑制。最后,以提高系統(tǒng)的抗擾性能為目的,設(shè)計(jì)了具有PI參數(shù)自整定和負(fù)載前饋補(bǔ)償?shù)目箶_控制策略。在永磁同步電機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)上對傳統(tǒng)機(jī)械參數(shù)辨識(shí)策略和朗道自適應(yīng)辨識(shí)策略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:朗道自適應(yīng)擾動(dòng)觀測器能夠快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的同時(shí)辨識(shí),且對參數(shù)變化導(dǎo)致的辨識(shí)結(jié)果波動(dòng)具有很好的抑制作用,將該擾動(dòng)觀測器與系統(tǒng)矢量控制相結(jié)合的抗擾控制策略,可有效提高系統(tǒng)的動(dòng)穩(wěn)態(tài)性能。
【圖文】：

理論上可以使定子電流獲得最大利用。除最大轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)還可以采用最大功率輸出控制、效實(shí)際的運(yùn)行工況中，需根據(jù)所期望的系統(tǒng)性能要求區(qū)的弱磁控制系統(tǒng)能夠獲得較寬的調(diào)速范圍，可以采用弱磁控制慮到系統(tǒng)額定功率的限制，在額定轉(zhuǎn)速以上的運(yùn)行而只能實(shí)現(xiàn)恒功率運(yùn)行，故將基速以上的運(yùn)行區(qū)域下，，即可依靠弱磁控制提升轉(zhuǎn)速。弱磁控制的基本電機(jī)反電勢達(dá)到逆變器輸出電壓極限時(shí)，通過在電磁場的電流，減小電機(jī)反電勢，從而保證電機(jī)能夠-1 為永磁同步電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行特性曲線，可以看出弱速度，但也必然會(huì)導(dǎo)致輸出轉(zhuǎn)矩下降。

圖 1-3 模糊 PI 參數(shù)自整定控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖原理和經(jīng)典控制理論，從永磁調(diào)速系統(tǒng)速度同樣可以構(gòu)造出 PI 控制器參數(shù)整定的方法。域特性的角度，根據(jù)上升時(shí)間，超調(diào)量等時(shí)角度，根據(jù)截止頻率，相角域度等指標(biāo)著手和典型Ⅱ型系統(tǒng)理論。這種基于經(jīng)典控制理論于實(shí)現(xiàn)，但由于要依賴于數(shù)學(xué)模型，因此其辨識(shí)的準(zhǔn)確程度。圖 1-4 為基于經(jīng)典控制理論。參數(shù)辨識(shí)PI控制器PI參數(shù)計(jì)算永磁牽引+電機(jī)euiaibicKiKpω
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM341

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本文編號：2571533