基于無速度傳感器的永磁同步電機矢量控制研究
發(fā)布時間:2022-02-16 11:46
永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因其體積小、結(jié)構(gòu)簡單、效率高、性能優(yōu)越等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于航空航天、機器人、數(shù)控機床等高精度、高可靠的控制領(lǐng)域中。傳統(tǒng)的永磁同步電機控制方法中,一般采用光電編碼器等機械式傳感器來獲取電機轉(zhuǎn)速和位置信息,這不僅增大了系統(tǒng)的體積,也提高了電機整體的造價成本。因此永磁同步電機無傳感器控制方法的研究逐漸成為了當(dāng)前的發(fā)展趨勢。本文首先通過坐標(biāo)變換、矢量控制理論建立了永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型。針對傳統(tǒng)滑模觀測器(SMO)存在的抖振和速度響應(yīng)慢等問題,提出了一種自適應(yīng)模糊滑模觀測器的控制方法。該方法適用于中高速運行,與傳統(tǒng)滑模觀測器不同的是采用了 S型函數(shù),并在滑模觀測器的基礎(chǔ)上結(jié)合模糊控制器,使模糊控制器能夠?qū)崟r的對滑?刂破鞯幕T鲆孢M行調(diào)節(jié);同時用反電動勢觀測器法取代傳統(tǒng)低通濾波器,有效避免了系統(tǒng)相位延遲的產(chǎn)生。然后根據(jù)所提出的改進方法進行了仿真,并與其他兩種控制方法做了對比。表面式永磁同步電機因其在低速運行時反電動勢較小不易被精確地檢測到,導(dǎo)致估算誤差比較大,所以自適應(yīng)模糊滑模觀測器并不適用于低速運行階...
【文章來源】:湘潭大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1永磁體安裝結(jié)構(gòu)示意圖??
模糊控制器中的輸入有5個模糊子集,輸出有7個模糊子集,首先采用??Mamdani進行模糊推理,然后通過重心法反模糊化進行判決,仿真得到的輸入輸??出隸屬函數(shù)如圖3-4所示。??]〇NB?NM?Z?PM ̄PE??Q.??令0.?8??■S?/?\??§?0.?6??E??S0-4??|〇.2??-3-2?1?0?1?2?3??s/s??(a)輸入?的隸屬閑數(shù)??31??
根據(jù)上述的理論分析,為了驗證自適應(yīng)模糊滑模觀測器無速度傳感器控制法??的可行性,本文在MATLAB/Simulink仿真軟件中搭建了基于自適應(yīng)模糊滑模觀??測器矢量控制的仿真模型其基本框圖如圖3-5所示。??W?f-n?/?-;■?SV??變器??i—?e?? ̄■?aP?/?*?:?abc/^?*???—/????/pm\??.?Isisl,??\^y???模糊滑^???模觀測■"???器f?UP??圖3-5基于自適應(yīng)滑模觀測器的PMSM矢量控制框圖??本系統(tǒng)中采用了電流內(nèi)環(huán)和速度外環(huán)雙閉環(huán)的控制方法。選取表面式PMSM??參數(shù)為:電機的額定頻率為50Hz,相電壓為220V,相電阻2.875D,直交軸電感??h=々=8.35mH,轉(zhuǎn)動慣量J=0.0008杈.w2,轉(zhuǎn)子磁鏈?r?=?0.175奶),極對數(shù)4。??自適應(yīng)模糊滑模觀測器模塊的內(nèi)部仿真模型如圖3-6所示,主要是由SMO、??模糊控制器和反電動勢觀測器組成的。整個無傳感器矢量控制系統(tǒng)的MATLAB??仿真模型如圖3-7所示:??32??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種表貼式永磁同步電機無位置傳感器低速控制策略[J]. 邵俊波,王輝,黃守道,吳軒. 中國電機工程學(xué)報. 2018(05)
[2]基于自適應(yīng)模糊滑模觀測器的永磁同步電機無傳感器矢量控制[J]. 彭思齊,宋彥彥. 控制與決策. 2018(04)
[3]永磁同步電機無位置傳感器控制技術(shù)研究綜述[J]. 劉計龍,肖飛,沈洋,麥志勤,李超然. 電工技術(shù)學(xué)報. 2017(16)
[4]面裝式永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)無位置傳感器控制[J]. 李紅梅,王萍. 電工技術(shù)學(xué)報. 2016(S1)
[5]永磁同步電機全速范圍無速度傳感器控制[J]. 胡慶波,孫春媛. 電機與控制學(xué)報. 2016(09)
[6]基于自適應(yīng)滑模觀測器的永磁同步電機無位置傳感器控制[J]. 陳煒,張志偉. 電工電能新技術(shù). 2016(08)
[7]基于滑模觀測器與滑?刂破鞯挠来磐诫姍C無位置傳感器控制[J]. 陳思溢,皮佑國. 電工技術(shù)學(xué)報. 2016(12)
[8]無刷交流同步電機無位置傳感器起動控制[J]. 魏佳丹,史明明,吳天國,韓楚,周波. 電機與控制學(xué)報. 2014(09)
[9]永磁同步電機在全速范圍內(nèi)的無位置傳感器矢量控制[J]. 張海燕,劉軍,兗濤,趙瑤瑤. 電機與控制應(yīng)用. 2014(07)
[10]Modified unscented Kalman filter using modified filter gain and variance scale factor for highly maneuvering target tracking[J]. Changyun Liu,Penglang Shui,Gang Wei,Song Li. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2014(03)
博士論文
[1]基于磁鏈觀測器的永磁同步電動機無傳感器控制技術(shù)研究[D]. 蘇健勇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]永磁同步電機無傳感器控制技術(shù)研究[D]. 龐晴晴.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[2]內(nèi)置式永磁同步電機控制系統(tǒng)研究[D]. 蔡軍.華中科技大學(xué) 2012
[3]永磁同步電機的無位置傳感器控制[D]. 張濤.大連理工大學(xué) 2011
[4]基于虛擬磁鏈直接功率控制的并網(wǎng)逆變器的研究[D]. 王國君.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[5]基于DSP的永磁同步電機控制方法研究[D]. 林海.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[6]基于DSP的永磁同步電機無傳感器矢量控制系統(tǒng)研究[D]. 顧軍.南京航空航天大學(xué) 2006
本文編號:3627908
【文章來源】:湘潭大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1永磁體安裝結(jié)構(gòu)示意圖??
模糊控制器中的輸入有5個模糊子集,輸出有7個模糊子集,首先采用??Mamdani進行模糊推理,然后通過重心法反模糊化進行判決,仿真得到的輸入輸??出隸屬函數(shù)如圖3-4所示。??]〇NB?NM?Z?PM ̄PE??Q.??令0.?8??■S?/?\??§?0.?6??E??S0-4??|〇.2??-3-2?1?0?1?2?3??s/s??(a)輸入?的隸屬閑數(shù)??31??
根據(jù)上述的理論分析,為了驗證自適應(yīng)模糊滑模觀測器無速度傳感器控制法??的可行性,本文在MATLAB/Simulink仿真軟件中搭建了基于自適應(yīng)模糊滑模觀??測器矢量控制的仿真模型其基本框圖如圖3-5所示。??W?f-n?/?-;■?SV??變器??i—?e?? ̄■?aP?/?*?:?abc/^?*???—/????/pm\??.?Isisl,??\^y???模糊滑^???模觀測■"???器f?UP??圖3-5基于自適應(yīng)滑模觀測器的PMSM矢量控制框圖??本系統(tǒng)中采用了電流內(nèi)環(huán)和速度外環(huán)雙閉環(huán)的控制方法。選取表面式PMSM??參數(shù)為:電機的額定頻率為50Hz,相電壓為220V,相電阻2.875D,直交軸電感??h=々=8.35mH,轉(zhuǎn)動慣量J=0.0008杈.w2,轉(zhuǎn)子磁鏈?r?=?0.175奶),極對數(shù)4。??自適應(yīng)模糊滑模觀測器模塊的內(nèi)部仿真模型如圖3-6所示,主要是由SMO、??模糊控制器和反電動勢觀測器組成的。整個無傳感器矢量控制系統(tǒng)的MATLAB??仿真模型如圖3-7所示:??32??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種表貼式永磁同步電機無位置傳感器低速控制策略[J]. 邵俊波,王輝,黃守道,吳軒. 中國電機工程學(xué)報. 2018(05)
[2]基于自適應(yīng)模糊滑模觀測器的永磁同步電機無傳感器矢量控制[J]. 彭思齊,宋彥彥. 控制與決策. 2018(04)
[3]永磁同步電機無位置傳感器控制技術(shù)研究綜述[J]. 劉計龍,肖飛,沈洋,麥志勤,李超然. 電工技術(shù)學(xué)報. 2017(16)
[4]面裝式永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)無位置傳感器控制[J]. 李紅梅,王萍. 電工技術(shù)學(xué)報. 2016(S1)
[5]永磁同步電機全速范圍無速度傳感器控制[J]. 胡慶波,孫春媛. 電機與控制學(xué)報. 2016(09)
[6]基于自適應(yīng)滑模觀測器的永磁同步電機無位置傳感器控制[J]. 陳煒,張志偉. 電工電能新技術(shù). 2016(08)
[7]基于滑模觀測器與滑?刂破鞯挠来磐诫姍C無位置傳感器控制[J]. 陳思溢,皮佑國. 電工技術(shù)學(xué)報. 2016(12)
[8]無刷交流同步電機無位置傳感器起動控制[J]. 魏佳丹,史明明,吳天國,韓楚,周波. 電機與控制學(xué)報. 2014(09)
[9]永磁同步電機在全速范圍內(nèi)的無位置傳感器矢量控制[J]. 張海燕,劉軍,兗濤,趙瑤瑤. 電機與控制應(yīng)用. 2014(07)
[10]Modified unscented Kalman filter using modified filter gain and variance scale factor for highly maneuvering target tracking[J]. Changyun Liu,Penglang Shui,Gang Wei,Song Li. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2014(03)
博士論文
[1]基于磁鏈觀測器的永磁同步電動機無傳感器控制技術(shù)研究[D]. 蘇健勇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]永磁同步電機無傳感器控制技術(shù)研究[D]. 龐晴晴.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[2]內(nèi)置式永磁同步電機控制系統(tǒng)研究[D]. 蔡軍.華中科技大學(xué) 2012
[3]永磁同步電機的無位置傳感器控制[D]. 張濤.大連理工大學(xué) 2011
[4]基于虛擬磁鏈直接功率控制的并網(wǎng)逆變器的研究[D]. 王國君.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[5]基于DSP的永磁同步電機控制方法研究[D]. 林海.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[6]基于DSP的永磁同步電機無傳感器矢量控制系統(tǒng)研究[D]. 顧軍.南京航空航天大學(xué) 2006
本文編號:3627908
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