本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)舵機(jī)系統(tǒng)容錯(cuò)控制

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【摘要】：舵機(jī)系統(tǒng)是民航飛機(jī)的核心系統(tǒng)之一。本文研究的對(duì)象為電動(dòng)舵機(jī)。電機(jī)作為整個(gè)電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)的控制部件,其安全性直接關(guān)系到舵機(jī)系統(tǒng)的整體工作特性。本文研究的重點(diǎn)是提高電機(jī)控制系統(tǒng)的容錯(cuò)性能,使其在某個(gè)故障狀態(tài)下仍能滿足一定的工作特性并輸出較為平滑的轉(zhuǎn)矩。近幾年,永磁同步電機(jī)被廣泛地應(yīng)用于舵機(jī)系統(tǒng)中,文章選取其作為研究對(duì)象。當(dāng)電機(jī)發(fā)生故障時(shí),由于磁場(chǎng)不對(duì)稱造成了原有的d-q模型不再適用于故障電機(jī)的分析。本文提出了一種基于三相不解耦永磁同步電機(jī)模型的容錯(cuò)系統(tǒng)控制方案,通過對(duì)三相不解耦電機(jī)模型的進(jìn)一步改良,利用抽取中性線的方式極大地增強(qiáng)了三相永磁同步電機(jī)的容錯(cuò)性能。同時(shí)本文考慮了永磁同步電機(jī)d-q軸之間存在交叉磁耦合效應(yīng),利用Ansoft有限元軟件對(duì)給定電機(jī)進(jìn)行了電磁分析,提取了交叉飽和電感曲線和非線性的d-q軸電感參數(shù)。在此參數(shù)基礎(chǔ)上,根據(jù)a-b-c軸到d-q軸的轉(zhuǎn)化矩陣提取的電機(jī)a-b-c三軸的自感參數(shù)和互感參數(shù)。在Matlab仿真平臺(tái)下建立了非線性的電機(jī)模型并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)不解耦非線性故障電機(jī)模型的分析,給出相應(yīng)的容錯(cuò)控制算法使其在斷相故障等應(yīng)急狀態(tài)下仍具備一定的工作特性以保證舵機(jī)系統(tǒng)的工作特性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 不解耦模型 中性線 容錯(cuò)控制
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V249.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 永磁同步電機(jī)概述9-11
• 1.3 電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)概述11-14
• 1.3.1 舵機(jī)的功能及其分類11-12
• 1.3.2 電動(dòng)舵機(jī)的工作原理12-14
• 1.4 本課題研究的背景和意義14-15
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容15
• 1.6 小結(jié)15-16
• 第二章 不解耦故障電機(jī)模型的建立16-32
• 2.1 引言16
• 2.2 傳統(tǒng)電機(jī)模型概述16-19
• 2.2.1 永磁同步電機(jī)在d-q坐標(biāo)下的數(shù)學(xué)模型16-18
• 2.2.2 電機(jī)d-q模型在故障狀態(tài)下的局限性18-19
• 2.3 帶有中性線的不解耦電機(jī)線性模型的建立19-24
• 2.3.1 永磁同步電機(jī)在a-b-c坐標(biāo)下的數(shù)學(xué)模型19-20
• 2.3.2 不解耦電機(jī)線性模型的建立20-22
• 2.3.3 新型電機(jī)模型的仿真驗(yàn)證22-23
• 2.3.4 抽取中性線的方法23-24
• 2.4 不解耦電機(jī)模型磁飽和效應(yīng)的電感參數(shù)的提取24-29
• 2.4.1 考慮不對(duì)稱交叉磁飽和效應(yīng)的電機(jī)數(shù)學(xué)模型24-26
• 2.4.2 交叉不對(duì)稱磁飽和效應(yīng)的電感參數(shù)的提取方法26-27
• 2.4.3 不解耦電機(jī)磁飽和參數(shù)的提取27-29
• 2.5 故障電機(jī)非線性模型的建立29-31
• 2.5.1 故障電機(jī)非線性模型的搭建29-30
• 2.5.2 故障電機(jī)非線性模型的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)30-31
• 2.6 小結(jié)31-32
• 第三章 容錯(cuò)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)32-51
• 3.1 引言32
• 3.2 三相四線制新拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)32-35
• 3.2.1 傳統(tǒng)的逆變器容錯(cuò)拓?fù)浞桨?/span>33-35
• 3.2.2 新型三相四線制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)35
• 3.3 電機(jī)控制系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷35-38
• 3.3.1 逆變器常見故障類型35-36
• 3.3.2 針對(duì)開路故障的診斷方法36-38
• 3.4 優(yōu)化電流算法38-42
• 3.4.1 磁動(dòng)勢(shì)的平衡38-39
• 3.4.2 三相永磁同步電機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)39
• 3.4.3 容錯(cuò)控制系統(tǒng)的搭建39-40
• 3.4.4 實(shí)驗(yàn)對(duì)比及結(jié)論40-42
• 3.5 基于直接轉(zhuǎn)矩理論的容錯(cuò)算法42-50
• 3.5.1 直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理42-46
• 3.5.2 基于新型容錯(cuò)電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制策略46-48
• 3.5.3 容錯(cuò)控制系統(tǒng)的建立及實(shí)驗(yàn)結(jié)果48-50
• 3.6 小結(jié)50-51
• 第四章 基于DSP的永磁同步電機(jī)容錯(cuò)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)51-62
• 4.1 引言51
• 4.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板硬件電路設(shè)計(jì)51-60
• 4.2.1 開關(guān)電源模塊的設(shè)計(jì)52-56
• 4.2.2 IPM電路設(shè)計(jì)56-58
• 4.2.3 檢測(cè)及故障模塊的電路設(shè)計(jì)58-59
• 4.2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板的PCB制圖59-60
• 4.3 基于DSP的直接轉(zhuǎn)矩算法的軟件設(shè)計(jì)60-62
• 第五章 總結(jié)與展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 致謝66-67
• 個(gè)人簡(jiǎn)介67

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