與傳統(tǒng)的電勵(lì)磁電機(jī)相比,永磁同步電機(jī)(PMSM)具有質(zhì)量輕、節(jié)能高效、溫升小、堵轉(zhuǎn)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)大量應(yīng)用在航空航天、船舶動(dòng)力定位及機(jī)車(chē)牽引等領(lǐng)域。由于它是一個(gè)參數(shù)時(shí)變、耦合強(qiáng)度高、復(fù)雜的非線性系統(tǒng),當(dāng)作為調(diào)速控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí),容易受不確定的擾動(dòng)影響。傳統(tǒng)的PID控制器能夠滿足電機(jī)控制的基本要求,但它是一種線性控制器,不能滿足一些領(lǐng)域高性能的控制要求。自抗擾控制(ADRC)是我國(guó)著名學(xué)者韓京清提出來(lái)的一種新型的非線性控制理論,不依賴(lài)精確的數(shù)學(xué)模型,保留了PID控制的優(yōu)點(diǎn),通過(guò)安排過(guò)渡過(guò)程、同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)變量進(jìn)行估計(jì)與補(bǔ)償,能夠有效地解決被控系統(tǒng)的不確定及非線性問(wèn)題。本文針對(duì)PID控制的PMSM調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)的超調(diào)和抗擾能力差的問(wèn)題,將ADRC應(yīng)用于速度和電流環(huán)節(jié),進(jìn)行雙閉環(huán)控制,提高了調(diào)速系統(tǒng)的控制性能。首先,闡述了選題的背景與意義,介紹了永磁同步電機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,重點(diǎn)對(duì)電機(jī)的控制策略與控制算法的研究現(xiàn)狀作了比較分析,最后確定了本課題的控制算法及研究?jī)?nèi)容。其次,建立永磁同步電機(jī)在三種不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,對(duì)SVPWM技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行重點(diǎn)分析,并在Simulink中建立仿真模型,對(duì)坐標(biāo)變換及矢量控制作了介紹,搭建PMSM矢量控制系統(tǒng),選用i_d=0的電流控制方式進(jìn)行解耦控制,為下文ADRC與PI兩種控制方式下的系統(tǒng)性能比較提供了仿真平臺(tái)。然后,介紹自抗擾技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),能夠解決超調(diào)與快速性的矛盾問(wèn)題,同時(shí)提高系統(tǒng)抗擾能力。通過(guò)對(duì)自抗擾控制器組成部分及其實(shí)現(xiàn)原理的介紹,從理論上證明了其能夠提高PMSM調(diào)速系統(tǒng)的控制性能是可行的,同時(shí)對(duì)ADRC數(shù)學(xué)模型進(jìn)行算法離散及實(shí)現(xiàn),運(yùn)用M語(yǔ)言編寫(xiě)函數(shù)實(shí)現(xiàn)模塊化建模,在大量仿真實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上給出ADRC參數(shù)整定方法,對(duì)實(shí)際的調(diào)參具有參考意義,最后進(jìn)行仿真驗(yàn)證自抗擾控制具有較強(qiáng)的魯棒性。最后,結(jié)合同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電機(jī)數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了速度環(huán)與電流環(huán)的ADRC控制制器。在Simulink環(huán)境中搭建基于自抗擾的雙閉環(huán)PMSM調(diào)速控制系統(tǒng)模型,進(jìn)行一系列的仿真實(shí)驗(yàn),與PI控制系統(tǒng)進(jìn)行比較,驗(yàn)證了ADRC控制的調(diào)速系統(tǒng)抗擾能力強(qiáng)、無(wú)超調(diào)現(xiàn)象,有很好的控制性能。
【學(xué)位單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TM341;TP273
【部分圖文】：

永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)

不同坐標(biāo)系間的關(guān)系圖

電壓空間矢量Fig.2-3Voltagespacevector
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本文編號(hào)：2872929