永磁同步電機具有高效率、高功率密度等優(yōu)點,在汽車工業(yè)中常用作電動汽車的牽引電動機�？紤]到永磁同步電機驅動系統(tǒng)是一個多變量、非線性、強耦合的系統(tǒng),對參數(shù)和干擾極為敏感,同時,在電動汽車電機驅動系統(tǒng)中具有高電壓、大電流的特點,這些關系到整車安全的約束條件必須得到明確的強制執(zhí)行。而電動汽車驅動系統(tǒng)新興的要求是在滿足系統(tǒng)約束的情況下實現(xiàn)快速動態(tài)響應和提供較高的穩(wěn)態(tài)控制精度。模型預測控制在學術界和工業(yè)領域取得了巨大的成功,一直作為研究的熱點,其顯著的優(yōu)點是它能夠在解決最優(yōu)控制問題時系統(tǒng)地考慮約束,從而允許控制過程在所允許的極限下運行。為此,本文圍繞著將模型預測控制理論應用到電動汽車驅動系統(tǒng)開展研究,主要研究永磁同步電機的電流控制和轉速控制問題,分別設計了相應的模型預測控制算法,涉及到建模及線性化、電機參數(shù)辨識、擾動觀測器設計、負載轉矩估計,以及實施模型預測控制所涉及的數(shù)值優(yōu)化方法等方面內容。歸納總結了模型預測控制理論在交流傳動領域應用的設計要點,分析了內置式永磁同步電機電流控制問題中的參數(shù)敏感性,為了給模型預測算法提供精準的數(shù)學模型,并結合所構造的預測模型的特點,引入在線辨識算法對敏感參數(shù)進行在... 

【文章頁數(shù)】：149 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 永磁同步電機控制技術的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 永磁同步電機經典控制方法
        1.2.2 現(xiàn)代控制理論在永磁同步電機控制系統(tǒng)中的應用
    1.3 永磁同步電機預測控制概述
    1.4 永磁同步電機參數(shù)辨識技術概述
    1.5 本文研究的主要內容
第2章 基于CCS-MPC的預測電流控制策略
    2.1 引言
    2.2 永磁同步電機的動態(tài)模型
    2.3 永磁同步電機控制器傳統(tǒng)設計方法
    2.4 永磁同步電機MPC設計方法
        2.4.1 MPC基本理論
        2.4.2 預測模型的設計
        2.4.3 約束條件
        2.4.4 代價函數(shù)的設計
        2.4.5 最優(yōu)化問題的求解
    2.5 顯式模型預測控制
    2.6 本章小結
第3章 基于參數(shù)辨識的顯式模型預測控制算法
    3.1 引言
    3.2 IPMSM的參數(shù)敏感性
    3.3 IPMSM的電流模型預測控算法
        3.3.1 控制模型描述
        3.3.2 約束條件處理
        3.3.3 EMPC控制器綜合
    3.4 永磁同步電機參數(shù)辨識算法
        3.4.1 遞推最小二乘法原理
        3.4.2 電感辨識模型設計
    3.5 基于參數(shù)辨識的電流模型預測控制仿真及實驗結果分析
        3.5.1 仿真結果
        3.5.2 實驗結果
    3.6 本章小結
第4章 無穩(wěn)態(tài)誤差的模型預測電流控制算法
    4.1 引言
    4.2 線性預測模型的建立
    4.3 自適應擾動觀測器設計
        4.3.1 穩(wěn)態(tài)觀測器設計
        4.3.2 自適應算法設計
    4.4 線性無穩(wěn)態(tài)誤差模型預測控制器實現(xiàn)
        4.4.1 約束條件的線性描述
        4.4.2 EMPC控制器實現(xiàn)
    4.5 無穩(wěn)態(tài)誤差和穩(wěn)定性證明
    4.6 無穩(wěn)態(tài)誤差模型預測控制策略的仿真和實驗研究
        4.6.1 無穩(wěn)態(tài)誤差模型預測控制策略的仿真結果分析
        4.6.2 無穩(wěn)態(tài)誤差模型預測控制策略的實驗結果分析
    4.7 本章小結
第5章 采用LPV-MPC的 IPMSM轉速控制器設計
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)運動方程建模
    5.3 經典的PMSM調速系統(tǒng)的MPC設計
        5.3.1 驅動模型線性化
        5.3.2 MPC設計
        5.3.3 約束條件的線性描述
    5.4 LPV-MPC轉速控制器設計
        5.4.1 參考電流生成策略
        5.4.2 轉速的增量式線性預測模型
        5.4.3 增量約束條件描述
        5.4.4 線性變參數(shù)MPC的約束優(yōu)化問題
    5.5 負載轉矩觀測器設計
    5.6 LPV-MPC預測控制算法仿真及實驗
        5.6.1 轉速環(huán)LPV-MPC仿真結果
        5.6.2 LPV-MPC參數(shù)魯棒性仿真結果
        5.6.3 抗負載擾動實驗結果
        5.6.4 LPV-MPC調速性能對比實驗結果
    5.7 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[3]永磁同步電機直接轉矩控制系統(tǒng)若干關鍵問題研究[D]. 楊建飛.南京航空航天大學 2011



本文編號：3712910