本文關(guān)鍵詞：內(nèi)置式永磁同步電機(jī)SVM-DTC系統(tǒng)滑模控制研究

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【摘要】：內(nèi)置式永磁同步電機(jī)(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM)具備體積小、效率高、功率密度大等優(yōu)點(diǎn)近年來逐漸受到人們的關(guān)注。然而作為一個(gè)典型的多變量、強(qiáng)耦合、非線性系統(tǒng),傳統(tǒng)控制已經(jīng)無法滿足實(shí)際工程中對(duì)控制性能與可靠性的要求。本文以內(nèi)置式永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)系統(tǒng)應(yīng)用為背景,開展了基于改進(jìn)滑模理論的電機(jī)控制策略以及無速度傳感器電機(jī)轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)速估計(jì)方法的研究,主要研究工作如下:首先,建立內(nèi)置式永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,介紹了IPMSM-DTC基本原理,針對(duì)其轉(zhuǎn)矩、磁鏈脈動(dòng)大以及逆變器開關(guān)頻率不恒定的缺點(diǎn),引入空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù),重點(diǎn)研究了一種過調(diào)制SVPWM算法并進(jìn)行了仿真實(shí)現(xiàn),分析IPMSM SVM-DTC系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理及討論了傳統(tǒng)SVM-DTC系統(tǒng)存在的不足。其次,針對(duì)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩兩個(gè)PI調(diào)節(jié)器的IPMSM SVM-DTC傳統(tǒng)控制系統(tǒng)存在的不足,采用滑模控制理論,結(jié)合分?jǐn)?shù)階微積分系統(tǒng)隨時(shí)間緩慢衰減的特性來減小滑模抖振,設(shè)計(jì)出一種轉(zhuǎn)矩、磁鏈分?jǐn)?shù)階滑模控制器,既保留了DTC系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力,又大大減小了轉(zhuǎn)矩、磁鏈的脈動(dòng);另外,設(shè)計(jì)快速終端滑模(FTSM)速度控制器,結(jié)合負(fù)載擾動(dòng)觀測(cè)器構(gòu)成一種新型的復(fù)合滑模速度控制器,提高了系統(tǒng)速度控制精度,減弱了負(fù)載擾動(dòng)對(duì)IPMSM調(diào)速系統(tǒng)的影響,增強(qiáng)系統(tǒng)的抗擾動(dòng)和抑制滑模抖振能力。再次,基于傳統(tǒng)的擴(kuò)展反電勢(shì)滑模觀測(cè)器,采用改進(jìn)的等效反電勢(shì)二階非奇異終端滑模觀測(cè)器,減少了傳統(tǒng)滑模觀測(cè)器中引入的低通濾波環(huán)節(jié),解決了IPMSM轉(zhuǎn)子凸極性影響,簡(jiǎn)化了觀測(cè)器模型,消除觀測(cè)器中的轉(zhuǎn)速變量,提高了無速度傳感器IPMSM轉(zhuǎn)子位置和速度的估算精度,擴(kuò)大了IPMSM SVM-DTC系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用范圍,提高可靠性。最后,在以上理論的基礎(chǔ)上,以TI公司的TMS320F2812 DSP為控制核心,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的有效性。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM341;TP273

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本文編號(hào)：1287647