發(fā)布時間：2020-10-22 17:11

　　 永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)憑借結(jié)構(gòu)簡單、安全穩(wěn)定性強、結(jié)構(gòu)簡單、功率密度高等諸多優(yōu)越的性能,在國民經(jīng)濟、工業(yè)生產(chǎn)以及國防航天航空等眾多領(lǐng)域中得到了普遍的應(yīng)用�；Ｗ兘Y(jié)構(gòu)控制(Sliding Mode Control,SMC)方法是針對非線性系統(tǒng)最有效的控制方法之一,它對外界擾動與內(nèi)部參數(shù)變動現(xiàn)象表現(xiàn)出非常強的抗干擾性。然而,永磁同步電動機在負載突變工況下,由于本身的多變量、耦合性強的非線性系統(tǒng)特性,受到電流耦合、系統(tǒng)飽和、參數(shù)攝動等諸多外部擾動不利因素,直接影響系統(tǒng)控制的性能。本文針對復(fù)雜環(huán)境下的PMSM系統(tǒng)控制性能下降的問題進行了研究:首先,用矢量控制對PMSM轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制的控制策略進行優(yōu)化設(shè)計,降低多變量耦合的非線性特性對系統(tǒng)的擾動影響;第二,研究PMSM在負載突變工況下,引入瞬時轉(zhuǎn)矩閉環(huán)反饋的方法對永磁同步電動機控制系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計,針對系統(tǒng)控制性能下降問題,對系統(tǒng)飽和、參數(shù)攝動等諸多外部擾動不利因素進行優(yōu)化。第三,將滑模觀測器(Sliding Mode Observer,SMO)引入PMSM矢量控制系統(tǒng)中,針對SMC自身具有嚴重的抖振問題,引入新型趨近率、變增益算法,構(gòu)建新型SMO,實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子實時位置的間接測量,進行抖振抑制和快速響應(yīng)等方面的算法優(yōu)化。最后,應(yīng)用Matlab/Simulink進行實驗仿真分析,實驗仿真結(jié)果表明,PMSM矢量控制系統(tǒng)在電機正常和負載突變運行的兩種工況下,SMO在PMSM控制中的速度響應(yīng)、滑模抖振抑制和應(yīng)對轉(zhuǎn)速突變等方面的性能,相比于PMSM矢量控制有更加明顯的改善,驗證了本文提出控制方法的可行性和有效性。
【學(xué)位單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP273;TM341
【部分圖文】：

河北工程大學(xué)碩士學(xué)位論文磁電機的控制技術(shù)發(fā)展到達了一個新的領(lǐng)域，同時也為永磁同步電機的控制方法奠定了良好的發(fā)展。文獻[7-11]說明矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制是當(dāng)代永磁同步電機實現(xiàn)高動態(tài)性能控制的兩種主要控制策略；文獻[7-9]介紹矢量控制(Vector Control)在理論上解決了交流電動機轉(zhuǎn)矩在高性能控制上的問題；文獻[10-11]介紹直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制之后發(fā)展起來的一種新型高性能交流變頻調(diào)速技術(shù)。矢量控制主要控制電機電流的幅值、相位和頻率，直接轉(zhuǎn)矩控制則是通過空間矢量的方法，直接對定子坐標(biāo)系下的電磁轉(zhuǎn)矩進行控制，雖然它在控制上得以簡化，但存在著明顯的轉(zhuǎn)矩脈動問題，所以矢量控制成為當(dāng)前永磁同步電機高性能控制的首選方案；文獻[12,13]介紹了經(jīng)典 PID 控制策略，該策略結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)節(jié)，可直接讀電流、速度和轉(zhuǎn)子位置進行調(diào)節(jié)，且不依賴于被控對象數(shù)學(xué)模型，所以在永磁同步電機中廣泛應(yīng)用。

控制精度高等優(yōu)點，在眾多伺服控制領(lǐng)域中得到章主要研究的是永磁同步電機的基本結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型、矢量控，對永磁同步電機控制系統(tǒng)進行設(shè)計，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建永磁制拓撲結(jié)構(gòu)。同步電機的基本理論磁同步電機的基本結(jié)構(gòu)同步電機基本結(jié)構(gòu)與普通的三相電機相同，是由定子和轉(zhuǎn)子兩由三相互差 120°空間角度的對稱繞組組成，繞組有Δ 接和Υ 接 接最為常用）。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸、永磁體及導(dǎo)磁軛構(gòu)成，永磁體具替電勵磁繞組。當(dāng)三相交流電通入定子時，定子和轉(zhuǎn)子之間的轉(zhuǎn)磁場，受轉(zhuǎn)子切割磁感線產(chǎn)生磁通，與定子磁通相互作用使。轉(zhuǎn)子永磁體的安裝位置主要分為以下兩種，如圖 2-1 所示。

第 2 章 PMSM 系統(tǒng)的基本控制理論感大于直軸電感，導(dǎo)致電機運行時電機轉(zhuǎn)矩的難度增加。同步電機工作原理步電機工作時，需要同時存在轉(zhuǎn)子磁通和定子磁動勢來產(chǎn)生電磁和定子磁動勢兩者相對靜止又存在一定的相位差。轉(zhuǎn)子磁通通定子磁動勢由通過定子繞組中的電流產(chǎn)生[27]。以三相電機為例°電角度的三相繞組通入時間互差 120°電角度的三相電流時，產(chǎn)磁場，即產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的正弦定子磁動勢的繞組分布的三相電機中工作原理如圖 2-2 所示，我們?yōu)榉治龊唵�，采用電機三相六狀態(tài)，其中轉(zhuǎn)子只有一對磁極，每極分布 60°相帶，每相繞組按 120°
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本文編號：2851873