本文關鍵詞：永磁同步電機電流預測控制方法研究

  更多相關文章： 永磁同步電機 電流控制 模型預測控制 反饋校正 無差拍預測控制 輸入校正

【摘要】：永磁同步電機因其高效率、高功率密度、運行可靠以及維護方便等優(yōu)點,在工業(yè)機器人、數(shù)控機床和航空航天等高性能伺服場合得到了廣泛的應用。在某些高性能場合,往往要求快速的轉(zhuǎn)矩響應以保證整個系統(tǒng)的高動態(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)整體性能的關鍵因素,需要對其控制方法進行研究。預測控制是一種從工業(yè)應用中發(fā)展起來的控制算法,因動態(tài)響應快而引廣泛關注,但該控制方法在永磁同步電機中的應用還沒有成熟,這也是本文研究的初衷。本文首先介紹了伺服系統(tǒng)結構以及永磁同步電機發(fā)展概況,在不同的坐標系下對永磁同步電機的數(shù)學模型進行了分析,并指出造成電機模型非線性的原因,通過仿真和測試獲得了永磁同步電機的參數(shù),建立了其非線性模型。在此基礎上,分析了永磁同步電機的矢量控制技術,設計了PI控制器參數(shù)。然后,研究了永磁同步電機的電流模型預測控制和無差拍預測控制,在這兩種控制算法上進行了分析和改進,模型預測控制的動態(tài)響應性能快,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。無差拍預測控制將無差拍的思想應用于預測控制中,控制算法簡單,易于工程實現(xiàn),可以獲得較快的動態(tài)響應和穩(wěn)態(tài)精度,本文對該算法的穩(wěn)定性進行了詳細分析。最后,本文通過MATLAB/Simulink對文中的控制算法進行了仿真,并在以TMS320F28335為核心的平臺上對PI控制和無差拍預測控制的控制效果進行了實驗對比,仿真和實驗結果驗證了算法的可行性和有效性,和理論分析一致,達到了預期的效果。
【關鍵詞】：永磁同步電機 電流控制 模型預測控制 反饋校正 無差拍預測控制 輸入校正
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 永磁同步電機伺服系統(tǒng)組成及研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 永磁同步電機伺服系統(tǒng)組成及特點12-14
• 1.2.2 永磁同步電機基本控制策略14
• 1.2.3 永磁同步電機控制理論研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 預測控制控制理論概述15-18
• 1.3.1 預測控制理論的發(fā)展15-16
• 1.3.2 預測控制在電機控制中的應用16-18
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容18-19
• 第二章 永磁同步電機非線性模型19-36
• 2.1 永磁同步電機數(shù)學模型19-25
• 2.1.1 永磁同步電機結構19-20
• 2.1.2 永磁同步電機數(shù)學模型20-24
• 2.1.3 磁路飽和對電機模型的影響24-25
• 2.2 永磁同步電機系統(tǒng)非線性仿真模型25-27
• 2.2.1 磁鏈非線性參數(shù)測試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PI控制31-35
• 2.4.1 電流調(diào)節(jié)器的設計32-33
• 2.4.2 速度調(diào)節(jié)器的設計33-35
• 2.5 本章小結35-36
• 第三章 電流環(huán)有限集模型預測控制36-48
• 3.1 模型預測控制的基本原理36-38
• 3.2 永磁同步電機有限集模型預測控制38-44
• 3.2.1 單矢量有限集模型預測控制38-40
• 3.2.2 雙矢量有限集模型預測控制40-44
• 3.3 有限集模型預測控制的反饋校正44-47
• 3.4 本章小結47-48
• 第四章 基于輸入校正的電流無差拍預測控制48-55
• 4.1 無差拍預測控制原理48-50
• 4.2 傳統(tǒng)無差拍預測控制誤差分析50-51
• 4.3 基于輸入校正的無差拍預測控制51-54
• 4.4 本章小結54-55
• 第五章 仿真與實驗55-63
• 5.1 仿真結果與分析55-58
• 5.1.1 仿真環(huán)境55-56
• 5.1.2 仿真結果56-58
• 5.2 實驗結果與分析58-62
• 5.2.1 伺服系統(tǒng)實驗平臺58-59
• 5.2.2 實驗方案設計59
• 5.2.3 性能測試結果59-62
• 5.3 本章小結62-63
• 第六章 總結與展望63-65
• 6.1 全文總結63
• 6.2 工作展望63-65
• 參考文獻65-70
• 致謝70-71
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文71

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