【摘要】：永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有運行效率高、體積小、結構比較簡單的優(yōu)點,被大量應用到工程實際中。但是,PMSM在運行過程中會受到不確定因素的影響,譬如受到外部擾動因素的影響,如果不能跟蹤到給定位置,在位置要求比較高的場合就無法滿足系統(tǒng)的控制要求。為了使PMSM在受到干擾時能夠盡快地跟蹤到給定位置,滿足永磁同步電機運行過程中對穩(wěn)定性和魯棒性的要求,本文以永磁同步電機位置控制為研究內(nèi)容,采用了永磁同步電機L_2滑模控制方法來對位置進行控制,并對該控制器的性能進行了分析。首先,該論文介紹了永磁同步電機常用的控制方法以及永磁同步電機位置控制策略的發(fā)展,對矢量控制原理進行了分析,采用id=0的控制方式,根據(jù)PMSM結構和原理,建立永磁同步電機控制系統(tǒng)的數(shù)學模型。其次,因為傳統(tǒng)PID控制方法的參數(shù)不能根據(jù)系統(tǒng)的變化做出相應的改變,所以無法保證系統(tǒng)控制的準確性和穩(wěn)定性,抗干擾能力達不到要求。而采用滑�？刂评碚�,可以彌補這些方面的不足。于是,本文采用了L_2滑�？刂品椒�,通過與基于指數(shù)趨近律的滑�？刂品椒ㄟM行仿真對比,證明了該控制方法的有效性和魯棒性。然后利用MATLAB/Simulink建立永磁同步電機L_2滑�？刂扑惴ǖ姆抡婺Ｐ�,將PMSM的位置偏差作為該控制器的輸入量,形成位置外環(huán)控制與電流內(nèi)環(huán)控制的雙閉環(huán)控制,將本文采用的永磁同步電機L_2滑�？刂扑惴ㄅc傳統(tǒng)的PID控制方法進行詳細的仿真實驗,從而在理論上驗證了該控制方法具有較強的抗干擾能力。最后,為了進一步驗證永磁同步電機L_2滑�？刂品椒ㄔ诟櫧o定位置上具有更好的穩(wěn)定性和抗干擾能力,本文以TI公司生產(chǎn)的TMS320F28335為控制芯片,搭建了永磁同步電機位置控制的實驗平臺。通過與傳統(tǒng)PI控制方法進行對比實驗,驗證了永磁同步電機L_2滑模控制方法的優(yōu)越性。
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM341
【圖文】：

根據(jù)永磁體安裝在轉(zhuǎn)子上的位置不同可以分為如下三類：表貼式、嵌入式、內(nèi)埋式。如圖2.1 所示：（a）表貼式 PMSM （b）嵌入式 PMSM （c）內(nèi)埋式 PMSM圖 2.1 永磁同步電機結構圖因為永磁材料的磁導率和空氣的磁導率很接近，且表貼式永磁同步電機定子和轉(zhuǎn)子之間的磁路分布均勻，所以其直軸和交軸的電感認為是相等的，無凸極性，定子磁場和轉(zhuǎn)子磁場在相互作用時不會產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩。圖表 2.1(a)所示即為表貼式結構永磁同步電機[29-30]。永磁同步電機嵌入式結構和內(nèi)埋式樣結構分別如圖 2.1(b)和圖 2.1(c)所示，嵌入式永磁同步電機，顧名思義，永磁體鑲嵌在鐵芯內(nèi)，其轉(zhuǎn)子磁路不對稱，在一定程度上功率密度得到改善，常用于永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)中。內(nèi)埋式永磁同步電機應用較為廣泛，永磁體位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，其交軸電感較大，氣隙較小，比較適合高速運行，同時因為交軸電感大于直軸電感，所以增加了轉(zhuǎn)矩控制的復雜度。永磁同步電機應用如此廣泛，主要是因為其具有如下特點：（1）具有較高的工作效率，在穩(wěn)態(tài)運行過程中，永磁同步電機的轉(zhuǎn)子的銅損很小，幾乎為零，從而使得 PMSM 在運行中擁有較高的功率因素，經(jīng)濟效益好。（2）永磁同步電機的結構相對簡單，體重較輕，體積小，隨著社會的發(fā)展，高性能的永磁材料被用作永磁同步電機的永磁體，有效提高了 PMSM 的功率密度。（3）永磁同步電機冷卻系統(tǒng)可以采用簡單的方式就能實現(xiàn)，可以采用水冷或者通

對于轉(zhuǎn)矩的擾動反應迅速一，內(nèi)部磨損變小，同時也降低了噪聲的產(chǎn)變換具有多個參數(shù)且關系復雜的系統(tǒng)，當永磁靜止坐標系下的永磁同步電機數(shù)學模型來用坐標變換公式，可以將模型得到簡化，兩相旋轉(zhuǎn)坐標下的變量，實現(xiàn)了系統(tǒng)模型法一樣，將各個矢量分解為勵磁分量和轉(zhuǎn)/2s）、B、C 三相靜止坐標系下的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到兩坐標系下的合成量是等價的。圖 2.2 給出，假設 A 軸與α軸是在同一位置。

【參考文獻】

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本文編號：2716071