本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)電流預(yù)測(cè)控制方法研究

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【摘要】：永磁同步電機(jī)因其高效率、高功率密度、運(yùn)行可靠以及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床和航空航天等高性能伺服場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用。在某些高性能場(chǎng)合,往往要求快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)以保證整個(gè)系統(tǒng)的高動(dòng)態(tài)性能,處于最內(nèi)環(huán)的電流控制器性能就成為影響伺服系統(tǒng)整體性能的關(guān)鍵因素,需要對(duì)其控制方法進(jìn)行研究。預(yù)測(cè)控制是一種從工業(yè)應(yīng)用中發(fā)展起來的控制算法,因動(dòng)態(tài)響應(yīng)快而引廣泛關(guān)注,但該控制方法在永磁同步電機(jī)中的應(yīng)用還沒有成熟,這也是本文研究的初衷。本文首先介紹了伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及永磁同步電機(jī)發(fā)展概況,在不同的坐標(biāo)系下對(duì)永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析,并指出造成電機(jī)模型非線性的原因,通過仿真和測(cè)試獲得了永磁同步電機(jī)的參數(shù),建立了其非線性模型。在此基礎(chǔ)上,分析了永磁同步電機(jī)的矢量控制技術(shù),設(shè)計(jì)了PI控制器參數(shù)。然后,研究了永磁同步電機(jī)的電流模型預(yù)測(cè)控制和無差拍預(yù)測(cè)控制,在這兩種控制算法上進(jìn)行了分析和改進(jìn),模型預(yù)測(cè)控制的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能快,和傳統(tǒng)控制方法相比省去了SVPWM環(huán)節(jié),但其電流紋波大,穩(wěn)態(tài)性能較差。無差拍預(yù)測(cè)控制將無差拍的思想應(yīng)用于預(yù)測(cè)控制中,控制算法簡(jiǎn)單,易于工程實(shí)現(xiàn),可以獲得較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)精度,本文對(duì)該算法的穩(wěn)定性進(jìn)行了詳細(xì)分析。最后,本文通過MATLAB/Simulink對(duì)文中的控制算法進(jìn)行了仿真,并在以TMS320F28335為核心的平臺(tái)上對(duì)PI控制和無差拍預(yù)測(cè)控制的控制效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了算法的可行性和有效性,和理論分析一致,達(dá)到了預(yù)期的效果。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 電流控制 模型預(yù)測(cè)控制 反饋校正 無差拍預(yù)測(cè)控制 輸入校正
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP273;TM341
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 研究背景12
• 1.2 永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)組成及研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)組成及特點(diǎn)12-14
• 1.2.2 永磁同步電機(jī)基本控制策略14
• 1.2.3 永磁同步電機(jī)控制理論研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 預(yù)測(cè)控制控制理論概述15-18
• 1.3.1 預(yù)測(cè)控制理論的發(fā)展15-16
• 1.3.2 預(yù)測(cè)控制在電機(jī)控制中的應(yīng)用16-18
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 第二章 永磁同步電機(jī)非線性模型19-36
• 2.1 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型19-25
• 2.1.1 永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)19-20
• 2.1.2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型20-24
• 2.1.3 磁路飽和對(duì)電機(jī)模型的影響24-25
• 2.2 永磁同步電機(jī)系統(tǒng)非線性仿真模型25-27
• 2.2.1 磁鏈非線性參數(shù)測(cè)試26-27
• 2.2.2 PMSM非線性系統(tǒng)仿真模型27
• 2.3 永磁同步電機(jī)矢量控制方案27-31
• 2.3.1 矢量控制的基本原理27-28
• 2.3.2 i_d=0 控制方案28-29
• 2.3.3 SVPWM控制原理29-31
• 2.4 永磁同步電機(jī)PI控制31-35
• 2.4.1 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)32-33
• 2.4.2 速度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)33-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 電流環(huán)有限集模型預(yù)測(cè)控制36-48
• 3.1 模型預(yù)測(cè)控制的基本原理36-38
• 3.2 永磁同步電機(jī)有限集模型預(yù)測(cè)控制38-44
• 3.2.1 單矢量有限集模型預(yù)測(cè)控制38-40
• 3.2.2 雙矢量有限集模型預(yù)測(cè)控制40-44
• 3.3 有限集模型預(yù)測(cè)控制的反饋校正44-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 基于輸入校正的電流無差拍預(yù)測(cè)控制48-55
• 4.1 無差拍預(yù)測(cè)控制原理48-50
• 4.2 傳統(tǒng)無差拍預(yù)測(cè)控制誤差分析50-51
• 4.3 基于輸入校正的無差拍預(yù)測(cè)控制51-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 仿真與實(shí)驗(yàn)55-63
• 5.1 仿真結(jié)果與分析55-58
• 5.1.1 仿真環(huán)境55-56
• 5.1.2 仿真結(jié)果56-58
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析58-62
• 5.2.1 伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)58-59
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)59
• 5.2.3 性能測(cè)試結(jié)果59-62
• 5.3 本章小結(jié)62-63
• 第六章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 全文總結(jié)63
• 6.2 工作展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 致謝70-71
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文71

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