隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展,交流伺服控制技術(shù)在日常生產(chǎn)生活和工業(yè)生產(chǎn)制造中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。然而在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中,伺服控制系統(tǒng)中總是存在各種不確定干擾,傳統(tǒng)PI控制算法已無(wú)法滿足系統(tǒng)高精度動(dòng)、靜態(tài)響應(yīng)要求。探索新的強(qiáng)魯棒性控制策略已成為當(dāng)前研究重點(diǎn)。本文針對(duì)永磁同步電機(jī)的速度控制,提出了一種二階互補(bǔ)滑模速度控制策略,以增強(qiáng)速度環(huán)的魯棒性,削弱速度控制器的輸出控制量的抖振,提高電流環(huán)的響應(yīng)性能和速度調(diào)節(jié)性能。具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:首先,滑�？刂茟{其強(qiáng)魯棒性優(yōu)點(diǎn)成為本文選用控制方案。方案具體包括三部分內(nèi)容.:互補(bǔ)滑模控制算法;二階滑�？刂扑惴岸A互補(bǔ)滑模復(fù)合控制算法。在互補(bǔ)滑�？刂葡到y(tǒng)部分,詳細(xì)地闡述了互補(bǔ)滑模控制的原理及數(shù)學(xué)描述;證明了相比于傳統(tǒng)滑�？刂�,互補(bǔ)滑�？刂浦辽倏墒狗�(wěn)態(tài)誤差減少一半;并且把該算法與PI控制進(jìn)行了對(duì)比,得出互補(bǔ)滑模系統(tǒng)具有強(qiáng)魯棒性。然而互補(bǔ)滑�？刂葡到y(tǒng)存在固有的高頻“抖振”,互補(bǔ)滑模強(qiáng)魯棒性是以犧牲系統(tǒng)“抖振”來(lái)?yè)Q取的。因此,削弱系統(tǒng)“抖振”是亟待解決的問(wèn)題。二階滑模是最簡(jiǎn)單的高階滑模,當(dāng)系統(tǒng)滑模量S關(guān)于控制輸入u的相對(duì)階為1時(shí),輸入控制量的導(dǎo)數(shù)中含有不連續(xù)切換邏輯,控制量本身是不連續(xù)切換邏輯的積分,故而控制量是連續(xù)的,從而削弱“抖振”現(xiàn)象。結(jié)合互補(bǔ)滑�？刂坪投A滑�？刂�,提出二階互補(bǔ)滑模控制策略,以滿足控制系統(tǒng)強(qiáng)魯棒性要求,同時(shí)削弱系統(tǒng)“抖振”。其次,把所提出的二階互補(bǔ)滑模控制策略應(yīng)用于永磁同步電機(jī)速度伺服系統(tǒng)中。根據(jù)電機(jī)數(shù)學(xué)模型及矢量控制的基本原理搭建MATLAB/Simulink系統(tǒng)仿真模型。針對(duì)系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)及負(fù)載擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)性能的影響,設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較分析。結(jié)果表明:所提出的控制方法,在提高了伺服系統(tǒng)魯棒性的同時(shí)也削弱了高頻“抖振”。最后,本文將互補(bǔ)滑�？刂扑惴�、二階滑模控制算法分別應(yīng)用于永磁同步電機(jī)實(shí)驗(yàn)控制平臺(tái)上,編寫(xiě)C語(yǔ)言控制程序,驗(yàn)證所設(shè)計(jì)算法在實(shí)際系統(tǒng)中的效果。實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表明:互補(bǔ)滑模控制算法的強(qiáng)魯棒性,及二階滑�？刂茖�(duì)系統(tǒng)高頻“抖振”的有效削弱。
【學(xué)位單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM341
【部分圖文】：

圖２－１邋ＰＭＳＭ轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖逡逑

圖２－２面裝式ＰＭＳＭ逡逑

組中產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)的空間磁場(chǎng)，而嵌在轉(zhuǎn)子上永磁體也產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，定轉(zhuǎn)子磁逡逑場(chǎng)之間相互作用使電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)起來(lái)，最終達(dá)到轉(zhuǎn)速同步。本文采用面裝式逡逑ＰＭＳＭ作為研宄對(duì)象，面裝式ＰＭＳＭ如圖２－２所示。逡逑［：：ａ覆逡逑ＨＩＢＢｍ逡逑圖２－２面裝式ＰＭＳＭ逡逑分析研宄對(duì)象ＰＭＳＭ的特點(diǎn)，建立ＰＭＳＭ的數(shù)學(xué)模型，忽略對(duì)系統(tǒng)影響較逡逑小的因素。本文假設(shè)：不考慮磁路飽和、磁滯和渦流損耗對(duì)電機(jī)的影響，認(rèn)為磁逡逑路是線性的；忽略電機(jī)制造由于工藝限制或模具誤差，認(rèn)為實(shí)際與理論符合，即逡逑定子三相繞組是對(duì)稱分布的；認(rèn)為轉(zhuǎn)子上無(wú)阻尼；認(rèn)為電機(jī)定子電動(dòng)勢(shì)波形是正逡逑弦曲線，三相磁場(chǎng)也呈正弦波形變化，高次諧波的影響可忽略。逡逑在上述假設(shè)下，面裝式ＰＭＳＭ簡(jiǎn)化后的物理模型如圖２－３所示。其中６、逡逑ｃ為三相定子繞組軸線，在空間上互差１２０度，／１為定子電流空間矢量，卩＾為逡逑轉(zhuǎn)子永磁體磁鏈。逡逑S緬義賢跡玻沖澹校停櫻偷募蚧錮砟Ｐ灣義希峰義

本文編號(hào)：2809138