本文關(guān)鍵詞：基于自抗擾控制的永磁同步電機(jī)SVM-DTC調(diào)速系統(tǒng)研究

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【摘要】：永磁同步電機(jī)因其體積小、結(jié)構(gòu)簡單、功率因數(shù)高的優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域。直接轉(zhuǎn)矩控制因其原理簡單、響應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)目前已經(jīng)成為一種常用的高性能交流調(diào)速方法。但直接轉(zhuǎn)矩方法中存在定子電阻易變、逆變器功率器件開關(guān)頻率不恒定的問題。以永磁同步電機(jī)作為被控對(duì)象時(shí),由于其定子電感較小,在系統(tǒng)啟動(dòng)、負(fù)載變化過程中,會(huì)有較大的電流沖擊,造成系統(tǒng)磁鏈和轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)較大幅值的脈動(dòng)。針對(duì)這一問題,本文以傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩調(diào)速系統(tǒng)為基礎(chǔ)參考模型,采用空間電壓矢量調(diào)制方法對(duì)傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),將自抗擾控制思想應(yīng)用于調(diào)速系統(tǒng)。上述改進(jìn)旨在消除直接轉(zhuǎn)矩調(diào)速控制中的磁鏈、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),優(yōu)化調(diào)速系統(tǒng)的各項(xiàng)動(dòng)態(tài)性能。具體工作研究內(nèi)容如下:(1)概述永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)類型及其工作原理,推導(dǎo)歸納其在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。(2)闡明直接轉(zhuǎn)矩控制的調(diào)速原理。采用永磁同步電機(jī)為被控對(duì)象,通過Matlab/Simulink平臺(tái)搭建傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩調(diào)速系統(tǒng)仿真模型。對(duì)該模型進(jìn)行仿真,通過不同工況下的仿真結(jié)果分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。(3)對(duì)空間電壓矢量調(diào)制技術(shù)的原理進(jìn)行研究,對(duì)其中各子模塊進(jìn)行說明。搭建由空間電壓矢量調(diào)制技術(shù)改進(jìn)后的直接轉(zhuǎn)矩調(diào)速系統(tǒng)仿真模型。將所得仿真結(jié)果與傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析。(4)闡述PID控制器的控制原理,分析PID控制器優(yōu)缺點(diǎn)。研究自抗擾控制的原理,對(duì)其跟蹤微分器、擴(kuò)張狀態(tài)觀測器及非線性狀態(tài)誤差反饋組合三部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行闡述,對(duì)其算法中的參數(shù)進(jìn)行分析研究。(5)根據(jù)直接轉(zhuǎn)矩調(diào)速原理及永磁同步電機(jī)運(yùn)動(dòng)方程設(shè)計(jì)自抗擾轉(zhuǎn)速控制器,替換常規(guī)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速環(huán)中的PI控制器。搭建基于自抗擾控制的直接轉(zhuǎn)矩調(diào)速系統(tǒng)仿真模型,將所得仿真結(jié)果與之前系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析得出結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：直接轉(zhuǎn)矩控制 永磁同步電機(jī) 自抗擾控制器
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM341;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 永磁同步電機(jī)簡介9
• 1.2 永磁同步電機(jī)調(diào)速控制方法9-11
• 1.2.1 恒壓頻比開環(huán)控制10
• 1.2.2 矢量控制10
• 1.2.3 直接轉(zhuǎn)矩控制10-11
• 1.2.4 兩種控制方案性能對(duì)比11
• 1.3 直接轉(zhuǎn)矩控制11-12
• 1.4 自抗擾控制技術(shù)12-13
• 1.5 論文研究內(nèi)容13-14
• 2 PMSM傳統(tǒng)DTC調(diào)速系統(tǒng)14-29
• 2.1 PMSM概述14-15
• 2.2 PMSM數(shù)學(xué)模型15-19
• 2.2.1 三相靜止坐標(biāo)系PMSM數(shù)學(xué)模型15-16
• 2.2.2 兩相靜止坐標(biāo)系PMSM數(shù)學(xué)模型16-18
• 2.2.3 兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系PMSM數(shù)學(xué)模型18-19
• 2.3 直接轉(zhuǎn)矩控制原理19-24
• 2.3.1 定子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型19-21
• 2.3.2 電壓矢量選擇21-23
• 2.3.3 滯環(huán)比較器及開關(guān)表23-24
• 2.4 傳統(tǒng)DTC調(diào)速系統(tǒng)仿真24-28
• 2.5 小結(jié)28-29
• 3 SVM-DTC調(diào)速系統(tǒng)研究29-44
• 3.1 SVPWM調(diào)制技術(shù)29-37
• 3.1.1 空間電壓矢量生成29-31
• 3.1.2 SVPWM調(diào)制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)31-33
• 3.1.3 SVPWM調(diào)制技術(shù)仿真33-37
• 3.2 SVM-DTC調(diào)速系統(tǒng)37-43
• 3.2.1 參考電壓矢量的生成37-38
• 3.2.2 SVM-DTC調(diào)速系統(tǒng)仿真38-43
• 3.3 小結(jié)43-44
• 4 基于ADRC的SVM-DTC調(diào)速系統(tǒng)研究44-61
• 4.1 PID控制器44-45
• 4.1.1 PID控制器結(jié)構(gòu)分析44-45
• 4.1.2 PID控制器優(yōu)缺點(diǎn)45
• 4.2 ADRC技術(shù)45-54
• 4.2.1 針對(duì)PID改進(jìn)45-46
• 4.2.2 ADRC控制器46
• 4.2.3 跟蹤微分器(TD)46-47
• 4.2.4 擴(kuò)張狀態(tài)觀測器(ESO)47-48
• 4.2.5 非線性狀態(tài)誤差反饋律(NLSEF)48
• 4.2.6 ADRC控制器參數(shù)及穩(wěn)定性研究48-54
• 4.3 ADRC轉(zhuǎn)速控制器的設(shè)計(jì)54-56
• 4.3.1 PMSM運(yùn)動(dòng)方程54
• 4.3.2 ADRC轉(zhuǎn)速控制器數(shù)學(xué)模型54-55
• 4.3.3 模型搭建55-56
• 4.4 基于ADRC的SVM-DTC調(diào)速系統(tǒng)仿真56-60
• 4.5 小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-65
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果65

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