本文關(guān)鍵詞：基于PMSM矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定域求解和轉(zhuǎn)速響應(yīng)提高研究

  更多相關(guān)文章： PMSM 穩(wěn)定域 穩(wěn)定性 PI控制器 最小時(shí)間控制 SVPWM

【摘要】：永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)應(yīng)用廣泛,設(shè)計(jì)高性能交流調(diào)速系統(tǒng)時(shí)需要綜合考慮控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性三方面的要求。本文從系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)特性兩個(gè)角度進(jìn)行分析,求解系統(tǒng)雙環(huán)PI控制器的穩(wěn)定域,并且提出基于改進(jìn)型最小時(shí)間控制器代替轉(zhuǎn)速環(huán)傳統(tǒng)的PI控制器,改善系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和加強(qiáng)抗負(fù)載擾動(dòng)能力。首先,建立系統(tǒng)頻域和離散z域數(shù)學(xué)模型求解穩(wěn)定域,求解并優(yōu)化轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)PI控制器參數(shù)穩(wěn)定域以及采樣周期取值范圍,完成控制器參數(shù)設(shè)計(jì)。本文基于PMSM復(fù)矢量模型,定量分析dq軸交叉耦合電壓對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,并通過系統(tǒng)零極點(diǎn)的位置驗(yàn)證電壓前饋解耦法的正確性。為提高轉(zhuǎn)速靜態(tài)快速性,利用“零極點(diǎn)對消”準(zhǔn)則和增加“中頻段帶寬”等措施進(jìn)一步優(yōu)化穩(wěn)定域,并設(shè)計(jì)合理的控制器參數(shù)。仿真驗(yàn)證穩(wěn)定域正確性,為調(diào)速系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了可借鑒的理論依據(jù)。其次,本文提出改進(jìn)型最小時(shí)間控制器用于系統(tǒng)轉(zhuǎn)速環(huán),詳細(xì)介紹了改進(jìn)型最小時(shí)間控制器的原理和設(shè)計(jì),主要包括非線性函數(shù)控制器和降階負(fù)載觀測器兩部分。理論和仿真分析表明,在轉(zhuǎn)速給定突變和負(fù)載突變場合,與傳統(tǒng)的PI控制器相比,轉(zhuǎn)速環(huán)采用改進(jìn)型控制器有效地減小了轉(zhuǎn)速環(huán)的響應(yīng)時(shí)間、增強(qiáng)了抗負(fù)載擾動(dòng)能力且轉(zhuǎn)速無超調(diào)。最后,本文以一臺(tái)1.5k W永磁同步電機(jī)為樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明系統(tǒng)穩(wěn)定域、PI參數(shù)和采樣周期設(shè)計(jì)的合理。PI參數(shù)取值會(huì)影響系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能,與PI控制相比,改進(jìn)型最小時(shí)間控制器設(shè)計(jì)簡單,且系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能好。通過降階負(fù)載觀測器在反饋環(huán)節(jié)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩電流補(bǔ)償,系統(tǒng)抗負(fù)載擾動(dòng)性能提高。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)型最小時(shí)間控制的可行性和優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：PMSM 穩(wěn)定域 穩(wěn)定性 PI控制器 最小時(shí)間控制 SVPWM
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 注釋表12-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 課題研究背景及研究意義14-17
• 1.1.1 調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展簡介14-15
• 1.1.2 交流調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)15
• 1.1.3 現(xiàn)代調(diào)速方法15-17
• 1.2 穩(wěn)定性分析研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 最小時(shí)間控制法研究現(xiàn)狀19-21
• 1.4 本文研究內(nèi)容21-23
• 第二章 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型與控制策略23-31
• 2.1 引言23
• 2.2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型23-24
• 2.3 矢量控制原理與空間電壓矢量調(diào)制策略24-30
• 2.3.1 矢量控制原理24-25
• 2.3.2 空間電壓矢量調(diào)制策略25-28
• 2.3.3 SVPWM與SPWM比較28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定域求解優(yōu)化與參數(shù)設(shè)計(jì)31-45
• 3.1 引言31
• 3.2 耦合項(xiàng)對電流環(huán)穩(wěn)定性的影響31-33
• 3.3 電流環(huán)穩(wěn)定性分析與優(yōu)化33-35
• 3.4 轉(zhuǎn)速環(huán)穩(wěn)定性分析與優(yōu)化35-37
• 3.5 仿真驗(yàn)證37-42
• 3.5.1 電流環(huán)仿真驗(yàn)證37-40
• 3.5.2 轉(zhuǎn)速環(huán)仿真驗(yàn)證40-41
• 3.5.3 系統(tǒng)仿真波形41-42
• 3.6 母線電壓突變對系統(tǒng)的影響42-44
• 3.7 本章小結(jié)44-45
• 第四章 基于改進(jìn)型最小時(shí)間控制法提高轉(zhuǎn)速快速性45-54
• 4.1 引言45
• 4.2 改進(jìn)型最小時(shí)間控制法提出45-51
• 4.2.1 改進(jìn)型最小時(shí)間控制概念45-48
• 4.2.2 負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測器設(shè)計(jì)48-49
• 4.2.3 改進(jìn)型最小時(shí)間控制法與PI控制對比分析49-51
• 4.3 改進(jìn)型最小時(shí)間控制仿真51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 永磁同步矢量控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)54-64
• 5.1 引言54
• 5.2 功率電路硬件設(shè)計(jì)54-55
• 5.3 控制電路硬件設(shè)計(jì)55-60
• 5.3.1 輔助電源模塊55
• 5.3.2 DSP及外圍電路模塊55-56
• 5.3.3 IGBT驅(qū)動(dòng)及驅(qū)動(dòng)保護(hù)56-57
• 5.3.4 傳感器選型與調(diào)理電路設(shè)計(jì)57-59
• 5.3.5 DA顯示59-60
• 5.3.6 硬件平臺(tái)總圖60
• 5.4 軟件設(shè)計(jì)主要流程圖60-61
• 5.5 軟件編程標(biāo)幺化實(shí)現(xiàn)61-63
• 5.5.1 基準(zhǔn)值62
• 5.5.2 控制器標(biāo)幺化62-63
• 5.6 本章小結(jié)63-64
• 第六章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析64-73
• 6.1 引言64
• 6.2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)波形64-70
• 6.2.1 初始角檢測與SVPWM的實(shí)現(xiàn)64-67
• 6.2.2 空載與負(fù)載實(shí)驗(yàn)67
• 6.2.3 給定轉(zhuǎn)速突變與負(fù)載突變67-69
• 6.2.4 母線電壓突變69-70
• 6.3 改進(jìn)型最小時(shí)間控制器實(shí)驗(yàn)分析70-72
• 6.4 本章小結(jié)72-73
• 第七章 總結(jié)與展望73-74
• 7.1 全文總結(jié)73
• 7.2 進(jìn)一步工作展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 致謝77-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及專利情況79

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李軍軍;吳政球;譚勛瓊;;直驅(qū)永磁型風(fēng)電系統(tǒng)的小擾動(dòng)穩(wěn)定性分析[J];電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào);2012年05期

2 黃漢奇;毛承雄;陸繼明;王丹;;光伏發(fā)電系統(tǒng)的小信號建模與分析(英文)[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2012年22期

3 張曉光;孫力;趙克;;基于負(fù)載轉(zhuǎn)矩滑模觀測的永磁同步電機(jī)滑模控制[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2012年03期

4 郭云s，

本文編號：955861