本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機自適應(yīng)控制技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 永磁同步電機 自適應(yīng)控制 負載轉(zhuǎn)矩估計 前饋補償 自校正PI控制

【摘要】：自適應(yīng)控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于永磁同步電機伺服系統(tǒng)的控制,在數(shù)控機床、塑造機械手、智能輪椅等高精度的控制領(lǐng)域中引入自適應(yīng)控制策略可以提高系統(tǒng)的精確性、穩(wěn)定性和抗干擾能力。在電機運行過程中,負載變化會導(dǎo)致電機的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化,影響電機的性能。負載是指影響電機的性能的一類參數(shù),可以包括:負載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子慣量、摩擦系數(shù)等參數(shù)。本論文僅以負載轉(zhuǎn)矩為研究對象,估計負載轉(zhuǎn)矩的變化率。分析負載轉(zhuǎn)矩變化對電機轉(zhuǎn)速造成的影響,設(shè)計兩種抗負載轉(zhuǎn)矩擾動的控制方法,本論文主要從以下幾方面進行闡述:1.分析永磁同步電機自適應(yīng)控制的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,掌握常用的抗負載擾動的自適應(yīng)控制方法,并總結(jié)各類方法的優(yōu)缺點。2.以某型號750w低慣量伺服電機為研究對象,在MATLAB/Simulink環(huán)境中建立電機的仿真模型,利用該電機模型研究負載轉(zhuǎn)矩變化對電機轉(zhuǎn)速的影響。正弦型曲線有良好的加減速特性,選用正弦型曲線作為電機速度的輸入信號。3.提出估計負載轉(zhuǎn)矩的方法。因為在電機中負載轉(zhuǎn)矩是測量不到的,只能對它進行估計,得到估計值?LT。我們知道在電機矢量控制系統(tǒng)中,對電機轉(zhuǎn)速的控制是由電流iq決定的,負載轉(zhuǎn)矩變化時會引起電流iq的變化,對電流iq進行補償就可以校正電機轉(zhuǎn)速的波動,為了求出補償電流,就要估計出負載轉(zhuǎn)矩的變化率。采集負載轉(zhuǎn)矩變化時電機轉(zhuǎn)速ω的數(shù)據(jù),利用最小二乘法就可以估計出負載轉(zhuǎn)矩的變化率。4.為了抑制負載轉(zhuǎn)矩變化對電機轉(zhuǎn)速造成的影響,設(shè)計兩種控制方法:第一種方法是前饋補償法;在電機的速度環(huán)中設(shè)計負載估計器和q軸電流前饋補償器,負載估計器的作用是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速變化估計出負載轉(zhuǎn)矩的變化率,補償器的作用是利用負載轉(zhuǎn)矩變化率計算出補償電流,在速度環(huán)中對電流iq進行補償,抑制電機轉(zhuǎn)速的波動,實現(xiàn)電機在負載轉(zhuǎn)矩擾動時的自校正控制。第二種方法是自校正PI控制器設(shè)計方法:在電機的速度環(huán)中,僅靠1個PI控制器不能很好調(diào)節(jié)各種范圍的負載轉(zhuǎn)矩,因此提出自校正PI控制器設(shè)計方法,根據(jù)負載轉(zhuǎn)矩大小設(shè)計3個PI控制器:小負載轉(zhuǎn)矩使用PI1控制器;中負載轉(zhuǎn)矩使用PI2控制器;大負載轉(zhuǎn)矩使用PI3控制器;在3組PI控制器選擇最佳性能的比例積分參數(shù)Kp、Ki使電機轉(zhuǎn)速誤差最大減小,設(shè)計的自校正PI控制器結(jié)構(gòu)簡單,不需要進行復(fù)雜的計算和推理,易于工程實現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機 自適應(yīng)控制 負載轉(zhuǎn)矩估計 前饋補償 自校正PI控制
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM341;TP273
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 課題研究背景15-17
• 1.2 課題的研究意義17
• 1.3 論文的主要工作17-19
• 第二章 永磁同步電機自適應(yīng)控制研究現(xiàn)狀19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 永磁同步電機自適應(yīng)研究現(xiàn)狀分析19-24
• 2.2.1 自適應(yīng)控制在死區(qū)補償中的應(yīng)用19-21
• 2.2.2 自適應(yīng)技術(shù)在模糊控制的應(yīng)用21-22
• 2.2.3 自適應(yīng)控制在參數(shù)辨識的應(yīng)用22-24
• 2.3 抗負載擾動的自適應(yīng)控制研究現(xiàn)狀24-29
• 2.3.1 自適應(yīng)觀測器估計負載擾動并進行補償24-25
• 2.3.2 卡爾曼濾波器估計負載轉(zhuǎn)矩25-26
• 2.3.3 抗負載轉(zhuǎn)矩擾動的模糊控制技術(shù)26-28
• 2.3.4 抗負載擾動的滑模變結(jié)構(gòu)控制28
• 2.3.5 模型參考自適應(yīng)估計負載28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第三章 永磁同步電機建模與負載轉(zhuǎn)矩的估計31-47
• 3.1 仿真電機選擇31
• 3.2 永磁同步電機的建模與仿真31-35
• 3.2.1 永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)31-32
• 3.2.2 基于Matlab/Simulink環(huán)境的永磁同步電機建模與仿真32-33
• 3.2.3 正弦型速度曲線建模與仿真33-35
• 3.3 永磁同步電機負載轉(zhuǎn)矩的估計35-46
• 3.3.1 電機穩(wěn)態(tài)下計算負載轉(zhuǎn)矩36
• 3.3.2 負載轉(zhuǎn)矩的觀測與建模36-40
• 3.3.3 負載轉(zhuǎn)矩變化率的估計40-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 抗負載轉(zhuǎn)矩擾動自適應(yīng)控制方法47-65
• 4.1 抗負載轉(zhuǎn)矩擾動的自適應(yīng)控制方法47-49
• 4.1.1 抗負載轉(zhuǎn)矩擾動方法47
• 4.1.2 分析負載轉(zhuǎn)矩變化對電機轉(zhuǎn)速的影響47-49
• 4.2 前饋補償設(shè)計方法49-54
• 4.2.1 前饋補償結(jié)構(gòu)圖及控制過程49-50
• 4.2.2 補償電流的計算50-51
• 4.2.3 前饋補償仿真51-54
• 4.3 自校正PI控制器設(shè)計方案54-62
• 4.3.1 自校正PI控制器結(jié)構(gòu)圖及控制流程54-55
• 4.3.2 選取參數(shù)Kp、Ki55-62
• 4.4 本章小結(jié)62-65
• 第五章 總結(jié)與展望65-67
• 5.1 本文總結(jié)65-66
• 5.2 研究展望66-67
• 參考文獻67-71
• 致謝71-73
• 作者簡介73-74

【參考文獻】

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本文編號：958966