本文關(guān)鍵詞：滑模變結(jié)構(gòu)理論在永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制中的應用研究

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【摘要】：滑模變結(jié)構(gòu)控制(SMVS)憑借著魯棒性強和工程實現(xiàn)簡單等優(yōu)點,已經(jīng)成為現(xiàn)代控制理論體系中的一個完整且相對獨立的分支,并在交流電機控制領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。近年來,隨著永磁同步電機性能的不斷提升,應用領(lǐng)域的不斷擴大,對其控制要求也越來越高。本文以永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)為背景,為進一步提高其控制性能,開展了分數(shù)階滑模變結(jié)構(gòu)理論在永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中的應用研究。本文的研究內(nèi)容如下:首先,闡述了永磁同步電機在不同坐標系下的數(shù)學模型以及直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理。針對傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制中存在的轉(zhuǎn)矩、磁鏈脈動較大等缺點,詳細介紹了一種基于積分型滑模變結(jié)構(gòu)的永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制(SMVS-DTC)方法,它通過使用積分滑�？刂破鱽砣〈鷤鹘y(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制算法中的滯環(huán)控制器,并且引入空間電壓矢量調(diào)制(SVPWM)算法替代離線的開關(guān)矢量選擇表來對逆變器進行控制,從而達到更加平滑的輸出電壓。其次,針對積分型滑模控制器存在的積分飽和效應以及滑�？刂茙淼南到y(tǒng)抖振等問題。在現(xiàn)有的整數(shù)階積分滑模控制器的基礎(chǔ)上,提出了一種新型的分數(shù)階滑�？刂破�(FOSMVS-DTC),首先在滑模切換面的設(shè)計中引入了分數(shù)階積分項,利用分數(shù)階積分方程中積分階次越小,下降速度越快,趨于穩(wěn)定時的速度越緩慢的性質(zhì),來抑制原來積分滑�？刂破髦写嬖诘姆e分飽和效應,然后采用分數(shù)階微分方程和指數(shù)趨近律相結(jié)合的新型趨近律來提高收斂速度減小暫態(tài)過程中的超調(diào)量。仿真結(jié)果顯示改進后的分數(shù)階滑模控制器綜合了積分型滑�？刂破骱头謹�(shù)階微積分的雙重優(yōu)點,進一步提高了電機的控制性能,擴大了系統(tǒng)的應用范圍。再次,針對傳統(tǒng)滑模觀測器存在的轉(zhuǎn)子位置估算不準確,并且存在預測死區(qū)等問題,將永磁同步電機的數(shù)學模型推廣到了分數(shù)階,并根據(jù)永磁同步電動機分數(shù)階數(shù)學模型設(shè)計了一種新型的分數(shù)階滑模觀測器,與此同時結(jié)合了改進型鎖相環(huán)技術(shù),很好的解決了相位滯后等問題。仿真結(jié)果顯示改進后的分數(shù)階滑模觀測器不僅能更準確的預估轉(zhuǎn)子的位置,還能減小預測中的死區(qū)時間。最后,在以上研究成果的基礎(chǔ)上,設(shè)計并制作了以德州儀器公司生產(chǎn)的TMS320F2812芯片為核心的永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的硬件電路,并根據(jù)本文所研究的算法設(shè)計了軟件結(jié)構(gòu)框圖,為將來算法的實驗驗證奠定了基礎(chǔ)。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM341;TP273

【參考文獻】

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本文編號：1292055