永磁同步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、功率密度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),在伺服領(lǐng)域占據(jù)了重要的地位。永磁同步電機(jī)在高精度伺服系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用同時(shí),也對電機(jī)控制性能提出更高的要求。本文針對自抗擾控制器中擴(kuò)張狀態(tài)觀測器存在因觀測負(fù)擔(dān)過重,導(dǎo)致控制性能下降的問題,從辨識補(bǔ)償角度出發(fā),設(shè)計(jì)了基于辨識補(bǔ)償?shù)淖钥箶_控制器。首先,推導(dǎo)了不同坐標(biāo)系下的永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型,介紹了常規(guī)的矢量控制方式,在其基礎(chǔ)上分析了自抗擾控制器的組成和數(shù)學(xué)模型,通過與PID控制策略做對比證明自抗擾控制策略的優(yōu)勢。其次,針對擴(kuò)張狀態(tài)觀測器觀測負(fù)擔(dān)過重的問題,采取辨識補(bǔ)償方式,通過對轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與負(fù)載轉(zhuǎn)矩的獲取實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)擾動(dòng)的部分補(bǔ)償。在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識方面,本文采用了遞推最小二乘法與模型參考自適應(yīng)法,針對模型參考自適應(yīng)法中增益系數(shù)選取存在收斂速度和穩(wěn)定性之間的矛盾,采取了一種變自適應(yīng)增益模型參考自適應(yīng)法;在負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測方面,本文采用了降階負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測法,應(yīng)用該方法實(shí)現(xiàn)了對負(fù)載轉(zhuǎn)矩的精準(zhǔn)觀測。然后,在矢量控制基礎(chǔ)上建立了電流環(huán)自抗擾控制器與辨識補(bǔ)償轉(zhuǎn)速環(huán)自抗擾控制器,將其仿真結(jié)果與常規(guī)自抗擾控制器仿真結(jié)果比較,證明了辨識補(bǔ)償自抗擾控制器的正確性與... 

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 永磁同步電機(jī)的基本控制策略
        1.2.2 現(xiàn)代控制策略的繼承和發(fā)展
    1.3 自抗擾控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.4 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識與負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型及控制策略
    2.1 永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)
    2.2 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型
        2.2.2 坐標(biāo)變換
        2.2.3 在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型
    2.3 矢量控制
    2.4 自抗擾控制技術(shù)原理
        2.4.1 經(jīng)典PID控制及其局限性
        2.4.2 自抗擾控制器
    2.5 本章小結(jié)
第3章 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識與負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測
    3.1 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識
        3.1.1 遞推最小二乘法辨識轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
        3.1.2 模型參考自適應(yīng)法辨識轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
    3.2 負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測
    3.3 仿真結(jié)果及分析
        3.3.1 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識結(jié)果
        3.3.2 負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第4章 永磁同步電機(jī)自抗擾控制器設(shè)計(jì)
    4.1 基于自抗擾技術(shù)的電流環(huán)控制器設(shè)計(jì)
    4.2 基于自抗擾技術(shù)的轉(zhuǎn)速環(huán)控制器設(shè)計(jì)
    4.3 基于辨識補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)速環(huán)控制器設(shè)計(jì)
    4.4 仿真結(jié)果與分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)
    5.1 硬件設(shè)計(jì)
        5.1.1 電源電路設(shè)計(jì)
        5.1.2 驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì)
        5.1.3 控制部分設(shè)計(jì)
    5.2 控制器的軟件設(shè)計(jì)
        5.2.1 控制器軟件整體設(shè)計(jì)
        5.2.2 基于自抗擾控制策略的程序設(shè)計(jì)
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        5.3.1 轉(zhuǎn)速對比實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及獲得成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]6自由度液壓機(jī)器人的自抗擾控制[J]. 許海強(qiáng),唐海平,趙鵬兵.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2020(03)
[2]高精度數(shù)控機(jī)床直線電機(jī)的改進(jìn)型自抗擾控制研究[J]. 郭亮,鄧乾坤,魯文其,吉祥,王凡.  機(jī)電工程. 2019(12)
[3]改進(jìn)加減速法轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識的應(yīng)用研究[J]. 王黎光,徐海波,楊永生,張瓊丹.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2019(08)
[4]分?jǐn)?shù)階模糊自抗擾的機(jī)器人手臂跟蹤控制[J]. 劉紅艷,周彥,母三民.  控制工程. 2019(05)
[5]改進(jìn)自抗擾的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制無傳感系統(tǒng)研究[J]. 韓曄,厲虹.  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2017(04)
[6]永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)新型模型預(yù)測控制[J]. 徐楠,呂彥,謝后晴.  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2017(04)
[7]基于自抗擾的機(jī)載激光武器跟蹤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 陳水忠,劉敏.  電光與控制. 2017(07)
[8]濁度大時(shí)滯過程的預(yù)測自抗擾控制器設(shè)計(jì)[J]. 唐德翠,高志強(qiáng),張緒紅.  控制理論與應(yīng)用. 2017(01)
[9]基于遞推最小二乘法的永磁伺服系統(tǒng)參數(shù)辨識[J]. 荀倩,王培良,李祖欣,蔡志端,秦海鴻.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(17)
[10]基于改進(jìn)模型參考自適應(yīng)算法的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識[J]. 王飛宇,田井呈,卓克瓊,趙朝會.  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2016(08)

碩士論文
[1]永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的辨識方法研究[D]. 宋宏帥.齊魯工業(yè)大學(xué) 2019
[2]自抗擾控制技術(shù)在永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 彭秋銘.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[3]永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)建模與仿真研究[D]. 吳夢皎.鄭州大學(xué) 2018
[4]基于自抗擾控制技術(shù)的永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)[D]. 張羽.西南交通大學(xué) 2017
[5]基于自抗擾控制的永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)的研究[D]. 徐仕源.天津理工大學(xué) 2017
[6]基于辨識補(bǔ)償?shù)挠来磐诫姍C(jī)滑模控制研究[D]. 孫博.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[7]永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的自抗擾控制技術(shù)研究[D]. 張捷.南京航空航天大學(xué) 2015
[8]基于負(fù)載狀態(tài)估計(jì)和補(bǔ)償?shù)挠来磐诫姍C(jī)調(diào)速性能研究[D]. 曲躍鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[9]基于自抗擾控制技術(shù)的永磁同步電機(jī)速度控制研究[D]. 崔曉光.山東大學(xué) 2013
[10]永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識算法研究[D]. 桑妤.華中科技大學(xué) 2013



本文編號：3708397