基于ESO-CPC的激光追蹤測(cè)量系統(tǒng)電機(jī)仿真方法
發(fā)布時(shí)間:2021-08-16 07:55
針對(duì)常規(guī)的PID方法控制電機(jī)已不能滿足激光追蹤測(cè)量系統(tǒng)中高精密測(cè)量要求的問(wèn)題,本文結(jié)合永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和激光追蹤測(cè)量系統(tǒng)的電流控制方法,建立了基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器電流預(yù)測(cè)控制算法模型,并運(yùn)用Matlab/Simulink軟件進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)果表明:激光追蹤測(cè)量系統(tǒng)電機(jī)控制模型的有效性,避免了由模型誤差和不確定性干擾的影響和電機(jī)的內(nèi)外擾動(dòng),能夠有效地減小激光追蹤控制系統(tǒng)電流環(huán)擾動(dòng)和轉(zhuǎn)矩波動(dòng),并且激光追蹤測(cè)量系統(tǒng)表現(xiàn)出較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和速度控制特性;對(duì)提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)跟蹤精度、增強(qiáng)系統(tǒng)魯棒性有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
【文章來(lái)源】:哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,41(02)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
PMSM的解析模型示意
根據(jù)上述PMSM電流環(huán)控制的數(shù)學(xué)模型,基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的電流預(yù)測(cè)控制(extended state observer-current predictive control, ESO-CPC) 算法改進(jìn)了激光追蹤控制系統(tǒng)的電機(jī)電流控制器設(shè)計(jì),其算法結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的觀測(cè)量Z1可有效修正電流環(huán)的電流輸入,觀測(cè)量Z2可實(shí)時(shí)補(bǔ)償電流環(huán)的電壓輸出。2 基于ESO-CPC的激光追蹤測(cè)量系統(tǒng)電機(jī)Simulink仿真模型建立
根據(jù)基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的電流預(yù)測(cè)控制算法的激光追蹤測(cè)量系統(tǒng)電機(jī)模型,在Matlab/Simulink中構(gòu)建仿真模型,如圖3所示。直流電壓源、萬(wàn)用電橋和永磁同步電機(jī)共同組成系統(tǒng)的主電路,其中負(fù)載轉(zhuǎn)矩由Step控件提供加載,電機(jī)的定子三相電流、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角和電磁轉(zhuǎn)矩可由Scope空間實(shí)時(shí)觀測(cè)。在基于ESO-CPC的激光追蹤測(cè)量系統(tǒng)電機(jī)的仿真模型中,設(shè)定d軸的參考電流為零,電機(jī)反饋速度與設(shè)定速度的差值經(jīng)速度調(diào)節(jié)器作q軸的參考電流[22-23]。2.1 坐標(biāo)變換模塊
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高精度激光追蹤測(cè)量方法及實(shí)驗(yàn)研究[J]. 陳洪芳,孫衍強(qiáng),王亞韋,石照耀,宋輝旭. 中國(guó)激光. 2018(01)
[2]基于快速矢量選擇的永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制[J]. 張永昌,楊海濤,魏香龍. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(06)
[3]激光追蹤儀的基本原理及應(yīng)用[J]. 宋輝旭,石照耀. 工具技術(shù). 2015(04)
[4]電流增量預(yù)測(cè)控制策略參數(shù)穩(wěn)定域拓展[J]. 王偉華,肖曦,劉歡,孫凱,吳和平. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(03)
[5]永磁同步電機(jī)高動(dòng)態(tài)響應(yīng)電流控制方法研究[J]. 王偉華,肖曦. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(21)
[6]提高PMSM電流環(huán)動(dòng)態(tài)性能的增量預(yù)測(cè)算法[J]. 王偉華,肖曦. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(07)
[7]基于Matlab/Simulink的永磁同步電機(jī)(PMSM)矢量控制仿真[J]. 高延榮,舒志兵,耿宏濤. 機(jī)床與液壓. 2008(07)
[8]基于MATLAB/Simulink&SimPowerSystems的永磁同步電機(jī)(PMSM)矢量控制系統(tǒng)建模與仿真[J]. 吳冰. 電子機(jī)械工程. 2008(03)
[9]永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)研究[J]. 王正,常浩. 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(03)
[10]采用SVPWM的永磁同步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)建模與仿真[J]. 安群濤,李波,王有琨. 微電機(jī)(伺服技術(shù)). 2006(09)
博士論文
[1]永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)控制策略的研究[D]. 林偉杰.浙江大學(xué) 2005
碩士論文
[1]永磁同步電機(jī)的模型預(yù)測(cè)控制研究[D]. 高麗媛.浙江大學(xué) 2013
[2]交流永磁同步伺服系統(tǒng)電流環(huán)帶寬拓展技術(shù)研究[D]. 牛里.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):3345287
【文章來(lái)源】:哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,41(02)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
PMSM的解析模型示意
根據(jù)上述PMSM電流環(huán)控制的數(shù)學(xué)模型,基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的電流預(yù)測(cè)控制(extended state observer-current predictive control, ESO-CPC) 算法改進(jìn)了激光追蹤控制系統(tǒng)的電機(jī)電流控制器設(shè)計(jì),其算法結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的觀測(cè)量Z1可有效修正電流環(huán)的電流輸入,觀測(cè)量Z2可實(shí)時(shí)補(bǔ)償電流環(huán)的電壓輸出。2 基于ESO-CPC的激光追蹤測(cè)量系統(tǒng)電機(jī)Simulink仿真模型建立
根據(jù)基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的電流預(yù)測(cè)控制算法的激光追蹤測(cè)量系統(tǒng)電機(jī)模型,在Matlab/Simulink中構(gòu)建仿真模型,如圖3所示。直流電壓源、萬(wàn)用電橋和永磁同步電機(jī)共同組成系統(tǒng)的主電路,其中負(fù)載轉(zhuǎn)矩由Step控件提供加載,電機(jī)的定子三相電流、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角和電磁轉(zhuǎn)矩可由Scope空間實(shí)時(shí)觀測(cè)。在基于ESO-CPC的激光追蹤測(cè)量系統(tǒng)電機(jī)的仿真模型中,設(shè)定d軸的參考電流為零,電機(jī)反饋速度與設(shè)定速度的差值經(jīng)速度調(diào)節(jié)器作q軸的參考電流[22-23]。2.1 坐標(biāo)變換模塊
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高精度激光追蹤測(cè)量方法及實(shí)驗(yàn)研究[J]. 陳洪芳,孫衍強(qiáng),王亞韋,石照耀,宋輝旭. 中國(guó)激光. 2018(01)
[2]基于快速矢量選擇的永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制[J]. 張永昌,楊海濤,魏香龍. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(06)
[3]激光追蹤儀的基本原理及應(yīng)用[J]. 宋輝旭,石照耀. 工具技術(shù). 2015(04)
[4]電流增量預(yù)測(cè)控制策略參數(shù)穩(wěn)定域拓展[J]. 王偉華,肖曦,劉歡,孫凱,吳和平. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(03)
[5]永磁同步電機(jī)高動(dòng)態(tài)響應(yīng)電流控制方法研究[J]. 王偉華,肖曦. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(21)
[6]提高PMSM電流環(huán)動(dòng)態(tài)性能的增量預(yù)測(cè)算法[J]. 王偉華,肖曦. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(07)
[7]基于Matlab/Simulink的永磁同步電機(jī)(PMSM)矢量控制仿真[J]. 高延榮,舒志兵,耿宏濤. 機(jī)床與液壓. 2008(07)
[8]基于MATLAB/Simulink&SimPowerSystems的永磁同步電機(jī)(PMSM)矢量控制系統(tǒng)建模與仿真[J]. 吳冰. 電子機(jī)械工程. 2008(03)
[9]永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)研究[J]. 王正,常浩. 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(03)
[10]采用SVPWM的永磁同步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)建模與仿真[J]. 安群濤,李波,王有琨. 微電機(jī)(伺服技術(shù)). 2006(09)
博士論文
[1]永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)控制策略的研究[D]. 林偉杰.浙江大學(xué) 2005
碩士論文
[1]永磁同步電機(jī)的模型預(yù)測(cè)控制研究[D]. 高麗媛.浙江大學(xué) 2013
[2]交流永磁同步伺服系統(tǒng)電流環(huán)帶寬拓展技術(shù)研究[D]. 牛里.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):3345287
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