【摘要】：永磁同步電機(jī)由于其功率因數(shù)高、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、啟動(dòng)時(shí)間短、過載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在機(jī)械臂、機(jī)器人、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。永磁同步電機(jī)矢量控制技術(shù)和直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)從提出以來到目前已經(jīng)得到了飛速的發(fā)展,但是由于矢量控制需要復(fù)雜的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系變換計(jì)算,以及矢量控制對電機(jī)參數(shù)比較敏感導(dǎo)致電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩存在大量諧波;傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)雖然使用兩個(gè)Bang-Bang控制器分別對電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈幅值進(jìn)行控制,響應(yīng)較為迅速,但是同樣存在較大的磁鏈和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對參數(shù)的不敏感,以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)較強(qiáng)的非線性擬合能力,故可以利用深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來替代矢量控制技術(shù)中復(fù)雜的數(shù)學(xué)變換以及直接轉(zhuǎn)矩控制中的轉(zhuǎn)矩和磁鏈運(yùn)算,從而達(dá)到減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的效果。本文以永磁同步電機(jī)為控制對象,對基于深度學(xué)習(xí)的電機(jī)控制策略進(jìn)行相關(guān)的仿真研究以及實(shí)物研究。本文首先基于DNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)出一種新型的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng),并用MATLAB2017b/Simulink設(shè)計(jì)了基于DNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機(jī)的仿真控制模型。仿真結(jié)果表明:基于DNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)有效的降低了電機(jī)仿真運(yùn)行時(shí)約95%的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)諧波,轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)系數(shù)從傳統(tǒng)PI矢量控制的0.15降低為0.0075,同時(shí)改善了模型輸出的定子三相電流波形。然后,搭建了基于SGMJV-08AAA61永磁同步電機(jī)的硬件控制平臺。其中設(shè)計(jì)了電機(jī)驅(qū)動(dòng)、控制硬件電路以及電流、溫度和轉(zhuǎn)速采集硬件電路,畫出相應(yīng)的PCB板,并手工焊接調(diào)試,最終調(diào)試成功。用該平臺做轉(zhuǎn)矩波動(dòng)抑制效果的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:基于DNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)有效的減小了約83%的電機(jī)轉(zhuǎn)矩諧波,轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)系數(shù)從傳統(tǒng)PI矢量控制模型的0.12降低為0.015,具有工程應(yīng)用的可行性。最后,提出一種基于DNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),并做了相關(guān)仿真研究。仿真結(jié)果表明:基于DNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)在電磁轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、轉(zhuǎn)速波動(dòng)和定子磁鏈波動(dòng)方面較傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)取得一定的改善。
【圖文】：

第二章 電機(jī)數(shù)學(xué)模型及控制技術(shù)第二章 電機(jī)數(shù)學(xué)模型及控制技術(shù)§2.1 永磁同步電機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)由內(nèi)部的定子、轉(zhuǎn)子、永磁體和定子繞組組成。三相永磁同步電機(jī)有著對稱的三相定子繞組，其電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子上裝有由特殊材料構(gòu)成的永磁部件，電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子通過兩者之間的空間磁場進(jìn)行耦合。如果三相永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路物理結(jié)構(gòu)不相同，則電機(jī)相應(yīng)的控制策略、運(yùn)行性能、應(yīng)用場景和機(jī)械制造工藝也不相同。根據(jù)永磁體在三相永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子上的位置差異（即轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同）可以將三相永磁同步電機(jī)分為表貼式和內(nèi)置式兩種結(jié)構(gòu)[24]，如圖 2-1 所示：

料制造的表貼式永磁同步電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子步電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)由于其相鄰兩個(gè)磁極置式永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)屬于凸極轉(zhuǎn)子§2.2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型機(jī)是一個(gè)控制方程較為復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，機(jī)控制算法，建立合適的數(shù)學(xué)模型就顯得十靜止坐標(biāo)系據(jù)定子繞組電流流向并由右手螺旋定則判斷分別為 A、B、C，并且此坐標(biāo)系相對于定子相坐標(biāo)系，則永磁同步電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)
【學(xué)位授予單位】：桂林電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM341

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 李長紅;陳明俊;;永磁同步電機(jī)的最優(yōu)矩角補(bǔ)償控制[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2014年09期

2 鄭澤東;李永東;肖曦;Maurice Fadel;;永磁同步電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測器[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2010年02期

3 李君;李毓洲;;無速度傳感器永磁同步電機(jī)的SVM-DTC控制[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2007年03期

4 賈洪平;孫丹;賀益康;;基于滑模變結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2006年20期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 鄧佳;永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的仿真實(shí)驗(yàn)研究[D];上海電機(jī)學(xué)院;2018年

2 陳磊;基于直接轉(zhuǎn)矩控制的電主軸對拖試驗(yàn)及測試系統(tǒng)的研制[D];吉林大學(xué);2018年

3 馬曉哲;基于dSPACE的PMSM無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制研究[D];天津理工大學(xué);2018年

4 強(qiáng)巨光;永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的研究[D];安徽理工大學(xué);2017年

5 孫加偉;無刷直流電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];南京信息工程大學(xué);2017年

6 陳彥峰;反凸極永磁同步輪轂電機(jī)控制策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

7 陳梓懷;電動(dòng)汽車用內(nèi)置式永磁同步電機(jī)效率優(yōu)化控制策略研究[D];華中科技大學(xué);2016年

8 朱峰;車用寬調(diào)速磁場增強(qiáng)型永磁無刷電機(jī)控制策略的研究[D];江蘇大學(xué);2016年

9 謝榮義;高性能永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)及其在變頻空調(diào)中的應(yīng)用研究[D];江蘇科技大學(xué);2016年

10 徐斌;永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)研究[D];南京理工大學(xué);2014年

，

本文編號：2684720