【摘要】：在交流調(diào)速系統(tǒng)中,由于永磁同步電機(jī)具有體積小、重量輕、效率高、功率因數(shù)高等一系列的優(yōu)點;因此永磁同步電機(jī)在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。然而對于油田中的抽油機(jī)系統(tǒng)或者風(fēng)力發(fā)電中的變槳系統(tǒng)在外界環(huán)境比較惡劣的條件下運行時,常規(guī)的雙閉環(huán)系統(tǒng)中的速度PI控制器就會受到一定的局限性,如抗干擾性變差、動態(tài)響應(yīng)速度變慢等。為了提高永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的性能,將采用滑模趨近律的控制方法來改進(jìn)雙閉環(huán)系統(tǒng)中的速度PI控制器。同時,為了能夠使永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)運行的更加平穩(wěn),則需要準(zhǔn)確地獲取轉(zhuǎn)子的信息。但又考慮到機(jī)械傳感器的使用會增加系統(tǒng)的成本而且還難以安裝和維護(hù);因此,采用無傳感器控制技術(shù)即滑模觀測器的控制算法來獲取轉(zhuǎn)子的信息。首先,針對永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)在受到外界干擾時能正常運行并且能快速地恢復(fù)到原穩(wěn)定狀態(tài),同時還能適用于高性能的調(diào)速場合;這就需要對雙閉環(huán)系統(tǒng)中的速度環(huán)進(jìn)行改進(jìn),因此將采用滑模趨近律的控制方法來實現(xiàn)速度環(huán)的控制。對于永磁同步電機(jī)無傳感器矢量控制系統(tǒng)而言,將采用滑模觀測器的控制算法來獲取轉(zhuǎn)子的信息。傳統(tǒng)滑模觀測器中一般都是采用不連續(xù)的符號函數(shù)作為控制函數(shù)來獲取反電動勢信息;由于實際的開關(guān)控制不可能實現(xiàn)理想化,因此會在時間或空間上產(chǎn)生滯后,從而造成系統(tǒng)的抖振。為了有效地抑制系統(tǒng)的這種抖振現(xiàn)象,將采用連續(xù)的飽和函數(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)滑模觀測器中不連續(xù)的符號函數(shù)作為控制函數(shù)來獲取反電動勢信息;同時又利用鎖相環(huán)系統(tǒng)來估算轉(zhuǎn)子的位置角。這將明顯地提高獲取轉(zhuǎn)子位置角的精度。然后,在MATLAB/SIMULINK上建立基于滑模速度控制器的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)和基于改進(jìn)的滑模觀測器的永磁同步電機(jī)無傳感器矢量控制系統(tǒng)的仿真模型。通過對比滑模速度控制器和常規(guī)速度PI控制器的矢量控制系統(tǒng)的仿真波形可知,滑模速度控制器的矢量控制系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好、動態(tài)響應(yīng)速度快等優(yōu)點。對比改進(jìn)的滑模觀測器和傳統(tǒng)滑模觀測器的永磁同步電機(jī)無傳感器矢量控制系統(tǒng)的仿真波形可知,改進(jìn)的滑模觀測器的永磁同步電機(jī)無傳感器矢量控制系統(tǒng)具有獲取轉(zhuǎn)子的信息更加準(zhǔn)確、系統(tǒng)更加穩(wěn)定、帶載能力更強(qiáng)等優(yōu)點。最后,以ARM為核心控制器搭建系統(tǒng)的硬件平臺并給出電機(jī)的定子電流波形。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM341
【圖文】：

2.5 八個基本電壓空間矢量的位置和大小本電壓矢量分別為 (001)1U 、 (010)2U 、 )、 (000)0U 。如圖 2.5 所示，除了零電壓矢其他非零的電壓矢量的幅值皆相同且為βαθ6 6U Tref sU T60°UβU4 4αU T.6 電壓空間矢量在第一扇區(qū)內(nèi)的合成與分解扇區(qū)為例，定義：載波周期為sT ，兩個相

東北石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文永磁同步電機(jī)的電流控制策略。0進(jìn)行控制，從轉(zhuǎn)矩的角度看，該控制方式可以實現(xiàn)定很好地控制電磁轉(zhuǎn)矩，就如同控制他勵直流電機(jī)一樣。，用轉(zhuǎn)速給定信號 n 與實際檢測到的轉(zhuǎn)速信號n作差值度 PI 控制器可得到定子電流的交軸分量的參考值 qi 。同電機(jī)的三相定子電流，將檢測到的三相定子電流經(jīng)過 Cdi 、qi，再分別與對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的定子電流分量的兩個電流分量的差值分別經(jīng)過兩個電流 PI 控制器，將 Park 逆變換得到兩相靜止坐標(biāo)系下的定子電壓αu 、βu六路 PWM 去驅(qū)動 IGBT，從而使永磁同步電機(jī)運行。quuαqΔe

選擇李雅普諾夫函數(shù)為：221V = s（2-4根據(jù)李雅普諾夫穩(wěn)定性理論第二法及定理可知，滑模控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性條件為：lim00<→sss（2-4其中：s s= s[ ε sgn(s) ks]（2-4式中： ε >0、 k >0且 s s<0，滿足穩(wěn)定性條件；滑�？刂葡到y(tǒng)是穩(wěn)定的。.5.4 滑模速度控制器的永磁同步電機(jī)矢量控制結(jié)構(gòu)框圖如圖 2.10 所示，滑模速度控制器的永磁同步電機(jī)矢量系統(tǒng)框圖與圖 2.8 永磁同步矢量控制系統(tǒng)框圖基本上一樣，唯一的區(qū)別就是速度環(huán)。對于速度環(huán)的改進(jìn)上面已細(xì)闡述，這里不再重復(fù)。quqi n uαqΔeΔe

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 水恒春;趙小珍;劉同e

本文編號：2762254