隨著控制器技術(shù)、集成電路、高性能電機(jī)的研究以及控制策略的不斷發(fā)展,交流伺服系統(tǒng)正逐步取代直流系統(tǒng),應(yīng)用越來越廣泛。其中,永磁同步電機(jī)具有能量利用率高、起動(dòng)力矩大、可靠性強(qiáng)而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),在高精度、高效節(jié)能等場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。伺服系統(tǒng)控制目前應(yīng)用最多的方法是PID控制,而傳統(tǒng)的PID控制難以滿足復(fù)雜系統(tǒng)響應(yīng)速度與精度兼?zhèn)涞囊?因此設(shè)計(jì)一個(gè)性能良好的永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)控制方案有很重要的應(yīng)用價(jià)值。為了減少負(fù)載和參數(shù)變化等擾動(dòng)對(duì)PMSM伺服系統(tǒng)性能的影響,提高系統(tǒng)可靠性,重點(diǎn)研究了以下幾個(gè)方面:對(duì)電機(jī)進(jìn)行建模分析,通過電機(jī)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)控制要求確定系統(tǒng)的控制策略;在i_d=0矢量控制策略的基礎(chǔ)上,采用ADRC位置控制器,設(shè)計(jì)了非線性跟蹤微分器、二階擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器和魯棒PI非線性誤差反饋控制率,用遺傳算法優(yōu)化了ADRC的部分重要參數(shù),并采用前饋補(bǔ)償進(jìn)一步減少負(fù)載干擾的影響;完成伺服系統(tǒng)必要的軟硬件設(shè)計(jì)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。最后通過搭建仿真模型和實(shí)驗(yàn)分別驗(yàn)證了在空載、加載還有變參數(shù)等情況下系統(tǒng)的抗干擾能力,證明遺傳算法優(yōu)化后的ADRC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性強(qiáng)于PID控制系統(tǒng),... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

交流電機(jī)控制策略分類（2）PID控制

永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)（內(nèi)埋式）

（a）凸裝式 （b）嵌入式 （c）內(nèi)埋式圖 2-2 永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，其中的磁路，電流相互耦合很難分開進(jìn)行分析。有能產(chǎn)生磁場(chǎng)的永久磁體，定子和轉(zhuǎn)子之間的磁場(chǎng)作用力使轉(zhuǎn)子不停地轉(zhuǎn)動(dòng)[6的相對(duì)位置是不斷變化的，而運(yùn)動(dòng)也會(huì)使他們之間參數(shù)的相互關(guān)系不停地改變來很復(fù)雜�？梢酝ㄟ^建立數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)化對(duì)永磁同步電機(jī)的分析，永磁同步電機(jī)影響關(guān)系復(fù)雜，為了方便分析，同時(shí)簡(jiǎn)化模型，減少計(jì)算，現(xiàn)作如下假設(shè)[58]：（1）忽略電機(jī)內(nèi)部鐵芯對(duì)磁場(chǎng)的影響，認(rèn)為磁場(chǎng)強(qiáng)度和能量處處均勻，忽略，認(rèn)為通過鐵芯電流增大會(huì)相應(yīng)地增大磁場(chǎng)，不計(jì)溫度升高對(duì)電機(jī)性能的影響（2）轉(zhuǎn)子的永磁材料不導(dǎo)電，認(rèn)為永磁體內(nèi)部的磁導(dǎo)率不受內(nèi)部環(huán)境影響[64,（3）定子三相繞組在空間位置上平均分布，在一個(gè)平面內(nèi)平分圓周角；（4）轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)和反電勢(shì)以及氣隙磁勢(shì)都是無干擾諧波的正弦波；

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