【摘要】：在工業(yè)伺服控制系統(tǒng)中,永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)由于具有高功率密度、轉矩電流比高等優(yōu)點而被運用在各種場合。然而永磁同步電機由于自身非線性、各個變量存在耦合,并且在實際使用時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伺服系統(tǒng)的控制要求,因此需要引入相應的控制策略來實現(xiàn)永磁同步電機的高精度控制�；谙到y(tǒng)鎮(zhèn)定的無源控制方法,是一種本質上的非線性控制方法,具有設計簡單、易調節(jié)和無奇異點問題等優(yōu)點,受到學者和專家的廣泛關注。本文針對永磁同步電機調速系統(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的物理模型及數(shù)學模型,根據(jù)旋轉兩相坐標系下永磁同步電機的數(shù)學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)永磁同步電機的數(shù)學模型,構造了電機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進行電流控制器的設計。同時針對傳統(tǒng)無源控制器只考慮到電機本體的缺點,建立雙慣性模型,運用無源理論推導出一種基于雙慣性系統(tǒng)的速度控制器。仿真結果表明,針對雙慣性電機設計的無源控制算法可以很好地跟蹤電機的轉速指令,使得電機速度的動態(tài)響應和穩(wěn)態(tài)性能更加優(yōu)越。然后,本文針對傳統(tǒng)的無源控制器在負載轉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載轉矩觀測器和比例積分型負載轉矩觀測器。仿真結果表明,所設計的兩種觀測器均能在負載突變時回到轉速設定值,具有較強的魯棒性。并且,比例積分型觀測器能夠更加快速準確檢測出負載轉矩變化,使得電機在負載突變時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用于以DSP2812為核心的永磁同步電機控制平臺上,將相應的控制算法用C語言進行編程,驗證控制算法應用在永磁同步電機控制上的效果。實驗結果表明,本文所提出的基于負載觀測器的無源控制方法可以使系統(tǒng)轉速穩(wěn)定于期望平衡點,并且應對負載突變時能夠迅速跟蹤到給定值。
【圖文】：

的永磁體嵌貼在轉子鐵心的表面如圖２－１邋（ａ），即將永磁體粘貼在轉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，這種電機的好處在逡逑轉子轉動慣量小、直徑小，在運行時還能提供低電感，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子外表面，且永磁體與空氣的磁導率大小相近，逡逑理想狀況下，直軸的磁通與交軸的磁通認為是相等的，從而產生的交直流勵磁逡逑感也是相等的，即。而內置式永磁同步電機的永磁體安裝在轉子鐵心的逡逑部如圖２－１邋（ｂ），這樣的設計使得永磁體具有較高的機械強度。內置式永磁同逡逑電機的直軸和交軸電感不相等。永磁同步電機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使得電機工作的可靠性得到提高。而且因為不需要勵磁逡逑流，能夠避免通過勵磁電流產生磁場而導致的勵磁損耗，提高了電機的工作效逡逑，這樣使得ＰＭＳＭ具有高功率密度和節(jié)能的優(yōu)點。逡逑永磁同步電機的工作原理如下：在永磁同步電機的定子繞組中通入三相電逡逑，變換的電流產生相應的磁場帶動轉子進行旋轉。旋轉磁場的轉速和轉子的轉逡逑一致，即為同步電機，否則為異步電機。由于轉子部分是由永磁體來勵磁產生逡逑轉磁場，因此稱作永磁同步電機。逡逑

邐福州大學碩士學位論文邐逡逑從ＡＢＣ坐標系到ｃｕ邋Ｐ坐標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
【學位授予單位】：福州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM341

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本文編號：2612930