本文關(guān)鍵詞：基于滑模策略的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制

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【摘要】：隨著電力電子器件和永磁材料的不斷發(fā)展,永磁同步電機(jī)有了更廣闊的實(shí)際應(yīng)用空間。直接轉(zhuǎn)矩以其控制簡(jiǎn)單、響應(yīng)迅速的優(yōu)點(diǎn),在交流調(diào)速領(lǐng)域中占據(jù)了重要的地位。本文介紹了永磁同步電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制現(xiàn)狀,針對(duì)傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩存在磁鏈和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、魯棒性不強(qiáng)、使用機(jī)械傳感器等問(wèn)題,進(jìn)行了相應(yīng)的控制策略改進(jìn),主要工作內(nèi)容如下:首先,針對(duì)傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制存在的磁鏈、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和開(kāi)關(guān)頻率不固定問(wèn)題,通過(guò)引入空間電壓矢量脈寬調(diào)制技術(shù)對(duì)原方法進(jìn)行了一定改善,詳細(xì)說(shuō)明了該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程,并通過(guò)仿真對(duì)該方法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。其次,在系統(tǒng)存在不確定因素或外界干擾的情況下,為增強(qiáng)系統(tǒng)魯棒性、提高系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能,結(jié)合空間電壓矢量脈寬調(diào)制技術(shù)給出一種基于變結(jié)構(gòu)滑模的直接轉(zhuǎn)矩控制策略,完成了磁鏈和轉(zhuǎn)矩的滑�？刂破髟O(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明,該控制策略能有效地抑制外界干擾影響,增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性。最后,在閉環(huán)控制的永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中,針對(duì)使用傳感器容易造成電機(jī)體積過(guò)大、適應(yīng)惡劣環(huán)境能力差、成本高的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了VSS(變結(jié)構(gòu)滑模)觀測(cè)器來(lái)估算速度。在基于滑模直接轉(zhuǎn)矩控制的基礎(chǔ)上,結(jié)合VSS觀測(cè)器設(shè)計(jì)了雙滑模直接轉(zhuǎn)矩控制策略,并通過(guò)仿真驗(yàn)證了該控制策略的可行性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩控制 空間矢量脈寬調(diào)制 滑模變結(jié)構(gòu)控制 無(wú)速度傳感器
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM341
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景與意義10
• 1.2 永磁同步電機(jī)的控制策略10-12
• 1.3 永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3.1 永磁同步電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.3.2 PMSM-DTC系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及存在問(wèn)題12-13
• 1.4 滑模變結(jié)構(gòu)控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用13-14
• 1.4.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制技術(shù)的發(fā)展13-14
• 1.4.2 VSS在永磁同步電機(jī)中的應(yīng)用14
• 1.5 無(wú)速度傳感器技術(shù)發(fā)展14-15
• 1.6 本章小結(jié)15-18
• 第二章 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型18-26
• 2.1 PMSM的各類坐標(biāo)變換18-22
• 2.1.1 坐標(biāo)變換的原理及其分類18-19
• 2.1.2 A-B-C與α-β的變換19-20
• 2.1.3 A-B-C與d-q的變換20-21
• 2.1.4 α-β與d-q的變換21-22
• 2.2 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型22-25
• 2.2.1 PMSM在 A-B-C軸系中的數(shù)學(xué)模型22-23
• 2.2.2 PMSM在α-β 軸系的數(shù)學(xué)模型23-24
• 2.2.3 PMSM在d-q 軸系中的數(shù)學(xué)模型24
• 2.2.4 PMSM在x-y 軸系中的數(shù)學(xué)模型24-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第三章 傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制研究26-46
• 3.1 PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制基本原理26
• 3.2 傳統(tǒng)PMSM-DTC系統(tǒng)26-30
• 3.2.1 逆變器和電壓矢量的選擇26-27
• 3.2.2 定子磁鏈的估算和控制27-29
• 3.2.3 電磁轉(zhuǎn)矩的估算和控制29-30
• 3.2.4 開(kāi)關(guān)表30
• 3.3 PMSM傳統(tǒng)DTC仿真實(shí)驗(yàn)30-35
• 3.3.1 仿真模型搭建30-31
• 3.3.2 仿真結(jié)果31-34
• 3.3.3 仿真結(jié)果分析34-35
• 3.4 基于空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的PMSM-DTC35-41
• 3.4.1 空間矢量脈寬調(diào)制原理35-36
• 3.4.2 基于SVPWM的直接轉(zhuǎn)矩控制方案36-37
• 3.4.3 SVPWM調(diào)制算法實(shí)現(xiàn)方案37-41
• 3.5 SVM-PMSM-DTC仿真實(shí)驗(yàn)41-45
• 3.5.1 仿真模型搭建41
• 3.5.2 仿真結(jié)果41-44
• 3.5.3 仿真結(jié)果分析44-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 第四章 采用滑模策略的直接轉(zhuǎn)矩控制46-60
• 4.1 變結(jié)構(gòu)理論概述及特點(diǎn)46
• 4.2 VSS的基本原理和性質(zhì)46-49
• 4.2.1 VSS的基本概念46-47
• 4.2.2 VSS的基本原理47-48
• 4.2.3 滑模變結(jié)構(gòu)控制存在的問(wèn)題48-49
• 4.3 磁鏈滑模及轉(zhuǎn)矩滑�？刂破髟O(shè)計(jì)49-52
• 4.3.1 滑模控制器的設(shè)計(jì)49-51
• 4.3.2 選取滑�？刂坡�51
• 4.3.3 滑�？刂破鞔嬖谛院涂蛇_(dá)性證明51-52
• 4.3.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性和魯棒性證明52
• 4.4 基于滑模的PMSM-DTC系統(tǒng)仿真52-59
• 4.4.1 基于VSS控制的PMSM-DTC系統(tǒng)仿真53-55
• 4.4.2 仿真結(jié)果55-58
• 4.4.2 仿真結(jié)果分析58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第五章 采用雙滑模策略的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制60-76
• 5.1 無(wú)速度傳感器技術(shù)60
• 5.2 滑模觀測(cè)器的設(shè)計(jì)60-63
• 5.3 改進(jìn)的VSS觀測(cè)器63-66
• 5.3.1 滑模切換函數(shù)的改進(jìn)64-65
• 5.3.2 轉(zhuǎn)子位置估算改進(jìn)65-66
• 5.4 引入VSS觀測(cè)器的系統(tǒng)仿真66-70
• 5.4.1 引入VSS觀測(cè)器的整體仿真67-68
• 5.4.2 仿真結(jié)果68-70
• 5.4.3 仿真結(jié)果分析70
• 5.5 采用雙滑�？刂撇呗缘腜MSM-DTC70-74
• 5.5.1 仿真模型搭建71-72
• 5.5.2 仿真結(jié)果72-73
• 5.5.3 仿真結(jié)果分析73-74
• 5.6 本章小結(jié)74-76
• 第六章 全文總結(jié)與展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄84-85

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