【摘要】：多相電機(jī)控制系統(tǒng)具有傳統(tǒng)三相電機(jī)控制系統(tǒng)不可比的優(yōu)勢(shì),低壓大功率運(yùn)行、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、容錯(cuò)性好、可靠性高等,在一些高要求但條件有限的場(chǎng)合得到廣泛地運(yùn)用,例如高鐵電力機(jī)車牽引系統(tǒng)、船舶電力推動(dòng)系統(tǒng)、飛行器及航空航天等領(lǐng)域。近幾十年,關(guān)于多相電機(jī)控制系統(tǒng)的研究取得了諸多成果。論文選擇雙Y相移30°六相永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)作為研究對(duì)象,針對(duì)系統(tǒng)存在參數(shù)變化和外部擾動(dòng)等不確定性的影響,及六相PMSM出現(xiàn)斷相故障情況,提出互補(bǔ)滑模控制(CSMC)、智能互補(bǔ)滑模控制(ICSMC)來(lái)提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能,增強(qiáng)魯棒性,達(dá)到更好的控制性能。首先,介紹了多相電機(jī)的定義方式、分類和結(jié)構(gòu),建立了六相PMSM在自然坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。介紹了靜止坐標(biāo)系與兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變換關(guān)系,得到六相PMSM在雙d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。采用基于_di(28)0的矢量控制策略,建立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。其次,設(shè)計(jì)CSMC方法以減小不確定性對(duì)系統(tǒng)的影響,提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。CSMC采用廣義滑模面和互補(bǔ)滑模面相結(jié)合的設(shè)計(jì)方式,選擇飽和函數(shù)作為切換函數(shù)。由于系統(tǒng)存在不確定性對(duì)控制性能有重要的影響,CSMC不能對(duì)其進(jìn)行測(cè)量,并且飽和函數(shù)的邊界層厚度是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)試驗(yàn)得到的,非常耗費(fèi)時(shí)間。為了解決此問(wèn)題,在CSMC的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)采用TSK型模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為預(yù)估計(jì)器的ICSMC方法。TSK型模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)采用高斯函數(shù)作為隸屬函數(shù)的五層的網(wǎng)路結(jié)構(gòu),對(duì)六相PMSM控制系統(tǒng)中的不確定性進(jìn)行在線估計(jì),提高系統(tǒng)控制性能,保證更強(qiáng)的魯棒性。最后,對(duì)基于傳統(tǒng)PI控制、CSMC和ICSMC的控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析對(duì)比,同時(shí)將三種控制方法應(yīng)用于六相PMSM出現(xiàn)斷相故障時(shí)的容錯(cuò)控制系統(tǒng)中。仿真結(jié)果表明,無(wú)論是在系統(tǒng)正常運(yùn)行,還是在六相PMSM斷相故障時(shí),所提出的控制方法都是有效的,并且相比于傳統(tǒng)PI控制和CSMC,提出的ICSMC使系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)更快,魯棒性更強(qiáng),具有更好的控制性能。
【圖文】：

2.4 六相 PMSM 仿真模型因?yàn)樵?Matlab/Simulink 的仿真模塊庫(kù)中沒(méi)有六相 PMSM 的模型模塊，所以要根據(jù)六相 PMSM 的數(shù)學(xué)模型，在 Simulink 中搭建本文討論的相移 30°電角度的六相 PMSM仿真模型，如圖 2.4 所示。其中輸入為六相電壓abc xyzu u 和負(fù)載轉(zhuǎn)矩mT ，輸出為六相電流abc xyzi i ，輸出轉(zhuǎn)矩eT ，電機(jī)轉(zhuǎn)速rw ，電角速度ew 。

圖 2.4 六相 PMSM 仿真模型Fig. 2.4 Simulation model of six phase PMSM其中包括Clark-Park變換模塊、電氣模塊、機(jī)械運(yùn)動(dòng)模塊。Clark-Park 變換模塊如圖 2.5 所示，將六相電壓通過(guò)轉(zhuǎn)換，得到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的du ，qu 。電氣模塊如圖 2.6 所示，，根據(jù) ， 和 求得di ，qi 。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM341

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2593222