發(fā)布時間：2020-10-22 17:11

　　 永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)憑借結構簡單、安全穩(wěn)定性強、結構簡單、功率密度高等諸多優(yōu)越的性能,在國民經濟、工業(yè)生產以及國防航天航空等眾多領域中得到了普遍的應用�；Ｗ兘Y構控制(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轉速、電流雙閉環(huán)控制的控制策略進行優(yōu)化設計,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,構建新型SMO,實現(xiàn)對轉子實時位置的間接測量,進行抖振抑制和快速響應等方面的算法優(yōu)化。最后,應用Matlab/Simulink進行實驗仿真分析,實驗仿真結果表明,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、滑模抖振抑制和應對轉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。
【學位單位】：河北工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP273;TM341
【部分圖文】：

河北工程大學碩士學位論文磁電機的控制技術發(fā)展到達了一個新的領域，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矩控制是當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矩在高性能控制上的問題；文獻[10-11]介紹直接轉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速技術。矢量控制主要控制電機電流的幅值、相位和頻率，直接轉矩控制則是通過空間矢量的方法，直接對定子坐標系下的電磁轉矩進行控制，雖然它在控制上得以簡化，但存在著明顯的轉矩脈動問題，所以矢量控制成為當前永磁同步電機高性能控制的首選方案；文獻[12,13]介紹了經典 PID 控制策略，該策略結構簡單，易于調節(jié)，可直接讀電流、速度和轉子位置進行調節(jié)，且不依賴于被控對象數(shù)學模型，所以在永磁同步電機中廣泛應用。

控制精度高等優(yōu)點，在眾多伺服控制領域中得到章主要研究的是永磁同步電機的基本結構、數(shù)學模型、矢量控，對永磁同步電機控制系統(tǒng)進行設計，并在此基礎上構建永磁制拓撲結構。同步電機的基本理論磁同步電機的基本結構同步電機基本結構與普通的三相電機相同，是由定子和轉子兩由三相互差 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）。轉子由轉軸、永磁體及導磁軛構成，永磁體具替電勵磁繞組。當三相交流電通入定子時，定子和轉子之間的轉磁場，受轉子切割磁感線產生磁通，與定子磁通相互作用使。轉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，導致電機運行時電機轉矩的難度增加。同步電機工作原理步電機工作時，需要同時存在轉子磁通和定子磁動勢來產生電磁和定子磁動勢兩者相對靜止又存在一定的相位差。轉子磁通通定子磁動勢由通過定子繞組中的電流產生[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，產磁場，即產生旋轉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