【摘要】：在工業(yè)伺服控制系統(tǒng)中,永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)由于具有高功率密度、轉(zhuǎn)矩電流比高等優(yōu)點(diǎn)而被運(yùn)用在各種場合。然而永磁同步電機(jī)由于自身非線性、各個(gè)變量存在耦合,并且在實(shí)際使用時(shí)受到不同程度的干擾,傳統(tǒng)PI控制器已很難滿足高性能永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的控制要求,因此需要引入相應(yīng)的控制策略來實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的高精度控制�；谙到y(tǒng)鎮(zhèn)定的無源控制方法,是一種本質(zhì)上的非線性控制方法,具有設(shè)計(jì)簡單、易調(diào)節(jié)和無奇異點(diǎn)問題等優(yōu)點(diǎn),受到學(xué)者和專家的廣泛關(guān)注。本文針對永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的無源控制方法展開研究。本文首先介紹了永磁同步電機(jī)的物理模型及數(shù)學(xué)模型,根據(jù)旋轉(zhuǎn)兩相坐標(biāo)系下永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及矢量控制系統(tǒng)的基本原理,搭建系統(tǒng)仿真模型。其次,本文根據(jù)永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,構(gòu)造了電機(jī)的端口受控耗散哈密頓系統(tǒng)(PCHD)模型,并采用互聯(lián)和阻尼分配無源控制方法對永磁同步電機(jī)進(jìn)行電流控制器的設(shè)計(jì)。同時(shí)針對傳統(tǒng)無源控制器只考慮到電機(jī)本體的缺點(diǎn),建立雙慣性模型,運(yùn)用無源理論推導(dǎo)出一種基于雙慣性系統(tǒng)的速度控制器。仿真結(jié)果表明,針對雙慣性電機(jī)設(shè)計(jì)的無源控制算法可以很好地跟蹤電機(jī)的轉(zhuǎn)速指令,使得電機(jī)速度的動態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)性能更加優(yōu)越。然后,本文針對傳統(tǒng)的無源控制器在負(fù)載轉(zhuǎn)矩未知的情況下存在穩(wěn)態(tài)誤差的問題,分別提出了基于速度誤差的積分型負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測器和比例積分型負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測器。仿真結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的兩種觀測器均能在負(fù)載突變時(shí)回到轉(zhuǎn)速設(shè)定值,具有較強(qiáng)的魯棒性。并且,比例積分型觀測器能夠更加快速準(zhǔn)確檢測出負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化,使得電機(jī)在負(fù)載突變時(shí)更加快速地跟蹤到給定值。最后,本文將所提出的控制方法應(yīng)用于以DSP2812為核心的永磁同步電機(jī)控制平臺上,將相應(yīng)的控制算法用C語言進(jìn)行編程,驗(yàn)證控制算法應(yīng)用在永磁同步電機(jī)控制上的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所提出的基于負(fù)載觀測器的無源控制方法可以使系統(tǒng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定于期望平衡點(diǎn),并且應(yīng)對負(fù)載突變時(shí)能夠迅速跟蹤到給定值。
【圖文】：

的永磁體嵌貼在轉(zhuǎn)子鐵心的表面如圖２－１邋（ａ），即將永磁體粘貼在轉(zhuǎn)子鐵芯的逡逑卜表面，，有需要的話還會用非磁性材料將其綁緊，防止脫落，這種電機(jī)的好處在逡逑轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小、直徑小，在運(yùn)行時(shí)還能提供低電感，一邊提升系統(tǒng)的動態(tài)性逡逑，而且由于磁極均勻分布在轉(zhuǎn)子外表面，且永磁體與空氣的磁導(dǎo)率大小相近，逡逑理想狀況下，直軸的磁通與交軸的磁通認(rèn)為是相等的，從而產(chǎn)生的交直流勵磁逡逑感也是相等的，即。而內(nèi)置式永磁同步電機(jī)的永磁體安裝在轉(zhuǎn)子鐵心的逡逑部如圖２－１邋（ｂ），這樣的設(shè)計(jì)使得永磁體具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。內(nèi)置式永磁同逡逑電機(jī)的直軸和交軸電感不相等。永磁同步電機(jī)由于是用固定的永磁體勵磁，省逡逑了電刷等部件等安裝ｉ使得電機(jī)工作的可靠性得到提高。而且因?yàn)椴恍枰獎畲佩义狭�，能夠避免通過勵磁電流產(chǎn)生磁場而導(dǎo)致的勵磁損耗，提高了電機(jī)的工作效逡逑，這樣使得ＰＭＳＭ具有高功率密度和節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。逡逑永磁同步電機(jī)的工作原理如下：在永磁同步電機(jī)的定子繞組中通入三相電逡逑，變換的電流產(chǎn)生相應(yīng)的磁場帶動轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)逡逑一致，即為同步電機(jī)，否則為異步電機(jī)。由于轉(zhuǎn)子部分是由永磁體來勵磁產(chǎn)生逡逑轉(zhuǎn)磁場，因此稱作永磁同步電機(jī)。逡逑

邐福州大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑從ＡＢＣ坐標(biāo)系到ｃｕ邋Ｐ坐標(biāo)系的恒功率變換方程為：逡逑（ｘ邋Ｊ邋１邋Ｖ／邋＾逡逑ｆｉａ）邋／２邋１邐２邋￣２逡逑Ｕｒ＃。冱，逡逑〔２邐２邋Ｊ邋Ｃ邐（２－５）逡逑式（２－５）被稱為是Ｃｌａｒｋ變換。根據(jù)式（２－５）在ＭＡＴＬＡＢ搭建Ｃｌａｒｋ變換逡逑仿真模塊如圖２－３所示：逡逑邐
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM341

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本文編號：2612930