本文關鍵詞：基于觀測器的永磁同步電機控制研究

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【摘要】：永磁同步電機(PMSM)具有功率密度高,構造簡單,可靠性強,控制靈活,以及扭矩大等的特點。隨著近年來高性能永磁材料的成功研發(fā),以及電力電子技術的發(fā)展和先進控制理論技術的應用,使得永磁同步電機在電動汽車,機器人控制,新能源風力發(fā)電等諸多方面獲得了廣泛地應用。傳統(tǒng)的永磁同步電機采用安裝傳感器和電流表來獲得電機轉速和電流信息,然而這些裝置的安裝使得永磁同步電機的成本增加,同時也使得其可靠性降低,而且系統(tǒng)內外部環(huán)境等條件限制了傳感器的使用。為此,本文提出基于觀測器的永磁同步電機控制方法,主要的工作如下:1.基于LMI的永磁同步電機觀測器設計。針對d-q坐標系下永磁同步電機數(shù)學模型,采用李亞普諾夫方法,依據(jù)控制理論穩(wěn)定性原理,給出全階觀測器誤差動態(tài)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的充分條件。此外,將所提出的設計方法擴展到降階觀測器非線性系統(tǒng)的設計,得到基于LMI全部的穩(wěn)定條件。通過數(shù)值仿真,實驗驗證該方法的有效性。2.基于觀測器的永磁同步風力發(fā)電機滑�？刂�。針對d-q坐標系下混沌狀態(tài)永磁同步風力發(fā)電機數(shù)學模型,構造全維Luenberger觀測器,得到狀態(tài)的動態(tài)誤差方程。進一步,將觀測器和滑�？刂平Y合設計,并利用滑�？刂评碚�,實現(xiàn)系統(tǒng)控制器的設計。根據(jù)Lyapunov穩(wěn)定性理論,獲得系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件。最后,通過數(shù)值仿真實驗,驗證該方法的有效性。3.基于觀測器的永磁同步電機反推控制。針對d-q坐標系下永磁同步電機數(shù)學模型,利用永磁同步電機定子q軸電流,構造Luenberger觀測器。然后,通過線性矩陣不等式(LMI)處理技巧獲得觀測器增益,進而獲得電機轉速和d軸電流估計值。進一步,利用反推控制原理集成設計閉環(huán)系統(tǒng)控制器,實現(xiàn)電機轉速輸出對期望輸出信號的高精度跟蹤。最后,通過數(shù)值仿真實驗,驗證該方法的有效性。
【關鍵詞】：永磁同步電機 線性矩陣不等式 滑�？刂� 觀測器 反推控制
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM341;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題研究的背景及意義9
• 1.2 永磁同步電機的研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 永磁同步電機控制研究10-13
• 1.2.2 無速度傳感器控制研究13-15
• 1.3 存在的問題及解決的辦法15
• 1.4 本文的主要研究內容與章節(jié)安排15-17
• 第2章 永磁同步電機數(shù)學模型及基礎理論介紹17-26
• 2.1 永磁同步電機數(shù)學模型17-21
• 2.2 LMI介紹21-23
• 2.2.1 線性矩陣不等式的概念22
• 2.2.2 線性矩陣不等式的求解22-23
• 2.3 滑�？刂评碚�23-25
• 2.3.1 滑�？刂频母拍�23
• 2.3.2 到達條件和等效控制23-25
• 2.4 小結25-26
• 第3章 基于LMI的永磁同步電機觀測器設計26-37
• 3.1 問題描述26-27
• 3.2 全維觀測器設計27-29
• 3.3 降維觀測器的設計29-32
• 3.4 數(shù)值仿真32-36
• 3.5 小結36-37
• 第4章 基于觀測器的永磁同步風力發(fā)電機的滑�？刂�37-44
• 4.1 觀測器設計37
• 4.2 滑模面設計37-39
• 4.3 控制器設計39
• 4.4 數(shù)值仿真39-43
• 4.5 小結43-44
• 第5章 基于觀測器的永磁同步電機反推控制44-52
• 5.1 基于LMI的觀測器設計44
• 5.2 基于觀測器的控制器設計44-49
• 5.3 數(shù)值仿真49-51
• 5.4 結論51-52
• 第6章 總結與展望52-54
• 6.1 總結52
• 6.2 展望52-54
• 參考文獻54-58
• 致謝58-59
• 攻讀碩士學位期間參與項目及研究成果59

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本文編號：1004990