【摘要】：永磁同步電機(jī)由于具有體積小、效率和功率密度高,可靠性好等優(yōu)點(diǎn),在風(fēng)能發(fā)電、軌道交通等領(lǐng)域越來越普及,而滑�？刂埔蚱漭^強(qiáng)的魯棒性和抗干擾能力,已成為電機(jī)控制系統(tǒng)的重要選擇。為了能夠更好的對永磁同步電機(jī)進(jìn)行高精度的魯棒控制,滑�？刂萍夹g(shù)的改進(jìn)是一個重要的研究課題。分?jǐn)?shù)階滑�？刂评^承了分?jǐn)?shù)階微積分和滑�？刂频碾p重優(yōu)點(diǎn),成為分?jǐn)?shù)階理論研究的重要分支,也為改進(jìn)滑�？刂萍夹g(shù)提供了一個方向。本文以永磁同步電機(jī)的速度和位置跟蹤控制為背景,利用分?jǐn)?shù)階微積分理論設(shè)計(jì)滑�？刂破骱突Ｓ^測器,同時對分?jǐn)?shù)階滑模控制理論的相關(guān)問題進(jìn)行分析。在滑�？刂破鞣矫�,針對傳統(tǒng)終端滑模可能出現(xiàn)的奇異和收斂時間未達(dá)到最優(yōu)等問題,提出一種分?jǐn)?shù)階非奇異終端滑�？刂坡�,利用分?jǐn)?shù)階微積分理論證明其具有有限時間收斂特性。為提高永磁同步電機(jī)對負(fù)載擾動的抑制能力,采用分?jǐn)?shù)階積分滑模面,設(shè)計(jì)出一種含有負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測值的分?jǐn)?shù)階非奇異終端滑模速度控制器,并且利用模型參考自適應(yīng)滑模觀測器得到負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測值。為提高永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置控制精度,采用分?jǐn)?shù)階PIαD滑模面,設(shè)計(jì)一種分?jǐn)?shù)階自適應(yīng)滑模位置跟蹤控制器,其中滑�？刂频膮�(shù)采用帶有閾值的自適應(yīng)律進(jìn)行調(diào)節(jié),與傳統(tǒng)滑模和自適應(yīng)滑模相比,加快了位置跟蹤的響應(yīng)速度,且誤差較小。在傳統(tǒng)滑模趨近律的基礎(chǔ)上,引入分?jǐn)?shù)階微分算子,分析分?jǐn)?shù)階趨近律的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及控制性能,將其應(yīng)用到永磁同步電機(jī)的速度控制器上,分析滑模趨近律的分?jǐn)?shù)階階次和分?jǐn)?shù)階滑模面的階次對速度的動、靜態(tài)性能影響。另外,在無傳感器控制方面,在傳統(tǒng)滑模觀測器基礎(chǔ)上,引入分?jǐn)?shù)階微積分算法,提出一種抖振小、精度高的分?jǐn)?shù)階滑模觀測器,并證明其穩(wěn)定性,分析分?jǐn)?shù)階滑模觀測器比傳統(tǒng)滑模觀測器抖振小的原因,接著采用分?jǐn)?shù)階鎖相環(huán)對轉(zhuǎn)子和位置進(jìn)行提取,該方法簡單可靠,具有較好的動、靜態(tài)觀測精度;在此種設(shè)計(jì)思路上,將分?jǐn)?shù)階趨近律應(yīng)用到滑模觀測器上,、同樣取得較好的效果。
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM341
【圖文】：

逑在式（２．１５）的情況下系統(tǒng)狀態(tài)才能如ｒａ—樣，漸進(jìn)的趨近零點(diǎn)。逡逑根據(jù)分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的穩(wěn)定性質(zhì)（式２．１５），可以得到分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域，如圖２．１逡逑所示。逡逑ｉ逡逑—一—穩(wěn)定區(qū)域＿－－—不穩(wěn)定區(qū)域ｉ——？逡逑＼邋ｖＴ＞＾／逡逑＼邋｜邋Ａ逡逑圖２．１分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｔｈｅ邋ｓｔａｂｌｅ邋ｒｅｇｉｏｎ邋ｏｆ邋ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ邋ｏｒｄｅｒ邋ｓｙｓｔｅｍｓ逡逑２．１．３分?jǐn)?shù)階微積分Ｌａｐｌａｃｅ變換逡逑眾所周知，由于分?jǐn)?shù)階微積分方程的解析解和數(shù)值仿真不像整數(shù)階微分方程那樣簡逡逑單，因此拉普拉斯變換法通常被用來作為解決工程中出現(xiàn)的問題的工具。逡逑（１）邐Ｇ－Ｌ定義的分?jǐn)?shù)階微分的Ｌａｐｌａｃｅ變換為：逡逑４。ＡＶ（０］邋＝邐。ｆ邋尸⑷邐（２．１６）逡逑（２）邐Ｒ－Ｌ定義的分?jǐn)?shù)階微分的Ｌａｐｌａｃｅ變換為：逡逑乙⑴出尸⑴⑴邋１邋一。邐（２－１７）逡逑ｋ＝０逡逑（３）邐Ｃａｐｕｔｏ定義的分?jǐn)?shù)階微分的Ｌａｐｌａｃｅ變換為：逡逑Ｌ［邋？邋ＡＶ（0］邋＝邋ｅ＂＂邋0Ｄ＾ｆ｛ｔ）ｄｔ＝ｓａＦ｛ｓ）邋－邋Ｘｓａ－ｋ＇＼ｆｋ邋（０）邐（２．１８）逡逑ｋ＝０逡逑由式（２．１６）？（２．１８）可知，對零初始條件下，三種定義的分?jǐn)?shù)階微分的Ｌａｐｌａｃｅ逡逑變換相同，為：逡逑Ｌ［０Ｄ：ｆ（ｔ）］邋＝邋ｓａＦ（ｓ）邐（２．１９）逡逑１２逡逑

圖２．２基于Ｏｕｓｔａｌｏｕｐ方法擬合嚴(yán)的波特圖逡逑Ｆｉｇ．２．２邋Ｔｈｅ邋Ｂｏｄｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｆｉｔｔｉｎｇ邋ｓ０邋５邋ｂａｓｅｄ邋ｏｎ邋Ｏｕｓｔａｌｏｕｐ邋ｍｅｔｈｏｄ逡逑由圖２．２的波特圖可以看出，當(dāng)頻率為ｌｒａｄ／ｓ時，幅值為ＯｄＢ，隨著Ｎ的X椉櫻阱義夏夂掀德史段冢惴ū平詠硐氳姆島拖轡�，但訅剟Θ２．２１）可知震}且蘊(yùn)岣咤義霞撲闈慷任郟玫攪爍玫哪夂�。辶x希玻└慕模希酰螅簦幔歟錚酰鷴瞬ㄆ鞣ㄥ義嫌賞跡玻部芍希酰螅簦幔歟錚酰鷴瞬ㄆ鞣ㄔ諛夂掀德識危ǎ保埃常齲�，１０３｝x┑謀囈縋夂閑Ч義喜惶硐耄瞬ㄆ韉姆腫雍頭幟附狀問竅嗤�，可疫h(yuǎn)裕希酰螅簦幔歟錚酰鷴瞬ㄆ鶻懈慕�，辶x系慕模希酰螅簦幔歟錚酰鶿惴ㄖ宦悖埃浚敝浣狀蔚姆質(zhì)孜⒎炙闋擁哪夂�，且拟合频聦�(shí)膩義舷陸綰蛻轄繚諑闐ぁ叮�，邋＝邋９P保囈縋夂閑Ч蝦謾８盟惴ㄊ怯梅質(zhì)狀鶯頻汲鰣義戲質(zhì)孜⒎炙闋櫻＝票澩鍤降�，过程瓤z攏哄義希耍ǎ螅藉危澹保罰罰蓿潁危ǎ玻玻玻╁義希斟澹椋洌歟猓

本文編號：2725324