永磁同步電機(jī)具有轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、低速性能好和噪音低等優(yōu)點(diǎn),因此常用于擺動(dòng)電機(jī)控制領(lǐng)域。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)擺動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。本文旨在設(shè)計(jì)一種能夠按照給定位置波形進(jìn)行擺動(dòng)的電機(jī)控制系統(tǒng),并且保證該系統(tǒng)具有較高的控制精度以及良好的抗擾動(dòng)能力。首先,研究擺動(dòng)電機(jī)的位置前饋控制方法以及電流解耦方法。采用電機(jī)位置前饋的控制方法能夠很好的緩和控制精度以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力之間的關(guān)系,有效地解決普通三環(huán)控制中響應(yīng)速度和超調(diào)量之間的矛盾;擺動(dòng)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中,電機(jī)的q軸電流將會(huì)產(chǎn)生周期性變化,采用電流解耦的控制方法,能夠減輕電機(jī)dq軸之間的耦合關(guān)系,從而提高擺動(dòng)電機(jī)的控制精度。其次,將自抗擾控制(ADRC)應(yīng)用到電機(jī)擺動(dòng)控制系統(tǒng),并對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。自抗擾控制器能夠準(zhǔn)確的觀測(cè)出電機(jī)的負(fù)載擾動(dòng)并加以補(bǔ)償,提高電機(jī)在負(fù)載情況下的跟隨精度和響應(yīng)速度。針對(duì)自抗擾控制中參數(shù)較多難以整定的問(wèn)題,通過(guò)對(duì)該控制方法傳遞函數(shù)的推導(dǎo),完成對(duì)自抗擾控制器參數(shù)的設(shè)計(jì),并利用設(shè)計(jì)好的參數(shù)建立擺動(dòng)電機(jī)自抗擾控制的仿真模型。再次,在擺動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)中采用模型參考自適應(yīng)(MRAS)算法對(duì)電機(jī)的磁鏈進(jìn)行在線辨識(shí)。電機(jī)在實(shí)際應(yīng)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電機(jī)控制框圖

圖 2-2 位置伺服系統(tǒng)的控制框圖 Gp是位置環(huán)的傳遞函數(shù)， K/(T s+1)vv為簡(jiǎn)化后的傳遞函數(shù)。當(dāng)位置環(huán)為比例環(huán)節(jié)時(shí)，即pppG K，系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為vPPvPPvvvPPvvPPcTssKKKKTssKKTssKKG *211111 (2從式(2-14)中可以看出，在速度環(huán)進(jìn)行簡(jiǎn)化之后，電機(jī)位置伺服系統(tǒng)的函數(shù)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的二階控制系統(tǒng)，所以，為了可以加快位置信號(hào)的響應(yīng)低電機(jī)穩(wěn)態(tài)誤差，應(yīng)該的適當(dāng)增大控制參數(shù)ppK 。但是，如果要實(shí)現(xiàn)擺位置信號(hào)的無(wú)超調(diào)跟蹤，則必須要限制參數(shù)ppK 的大小，使得電機(jī)位置系統(tǒng)的阻尼比 ζ ≥1，即vvPPTKK41 (2由此可以得出，控制系統(tǒng)中位置信號(hào)的響應(yīng)速度、穩(wěn)態(tài)誤差與位置信號(hào)存在著矛盾的關(guān)系。也就是說(shuō)，單純利用三環(huán) PID 控制很難同時(shí)滿足電

vPPvPPvvvPPvvPPcTssKKKKTssKKTssKKG *211111 (2-1從式(2-14)中可以看出，在速度環(huán)進(jìn)行簡(jiǎn)化之后，電機(jī)位置伺服系統(tǒng)的閉遞函數(shù)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的二階控制系統(tǒng)，所以，為了可以加快位置信號(hào)的響應(yīng)速降低電機(jī)穩(wěn)態(tài)誤差，應(yīng)該的適當(dāng)增大控制參數(shù)ppK 。但是，如果要實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)對(duì)位置信號(hào)的無(wú)超調(diào)跟蹤，則必須要限制參數(shù)ppK 的大小，使得電機(jī)位置伺制系統(tǒng)的阻尼比 ζ ≥1，即vvPPTKK41 (2-1由此可以得出，控制系統(tǒng)中位置信號(hào)的響應(yīng)速度、穩(wěn)態(tài)誤差與位置信號(hào)超間存在著矛盾的關(guān)系。也就是說(shuō)，單純利用三環(huán) PID 控制很難同時(shí)滿足電機(jī)制精度要求和動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。為此，本文在三環(huán) PID 控制的基礎(chǔ)上加入了位饋環(huán)節(jié)，很好的緩和了控制精度以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力之間的關(guān)系。具體控制框圖 2-3 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于旋轉(zhuǎn)變壓器的PMSM位置和速度檢測(cè)方法[J]. 李兵,胡亮燈.  微特電機(jī). 2019(03)
[2]基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的純電動(dòng)車永磁同步電機(jī)矢量控制[J]. 趙劍飛,丁朋飛,翟雪松.  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2018(12)
[3]一種新型趨近律的永磁同步電機(jī)滑�？刂芠J]. 郭小定,柏達(dá),周少武,范婷.  控制工程. 2018(10)
[4]永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)高精度自抗擾FCS-MPC[J]. 許偉奇,張斌,李坤奇.  微特電機(jī). 2018(01)
[5]永磁同步電機(jī)在線參數(shù)辨識(shí)方法研究[J]. 石建飛,戈寶軍,呂艷玲,韓繼超.  電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2018(03)
[6]基于自抗擾控制的車載發(fā)電系統(tǒng)研究[J]. 陳路明,廖自力,劉春光.  微特電機(jī). 2017(11)
[7]基于矢量作用時(shí)間的永磁同步電機(jī)預(yù)測(cè)電流控制[J]. 史婷娜,張維,肖萌,耿強(qiáng),夏長(zhǎng)亮.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(19)
[8]基于新型趨近律和擾動(dòng)觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)滑模控制[J]. 劉京,李洪文,鄧永停.  工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[9]基于電流預(yù)測(cè)控制的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制[J]. 王曉遠(yuǎn),傅濤,王曉光.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(11)
[10]自抗擾控制思想探究[J]. 高志強(qiáng).  控制理論與應(yīng)用. 2013(12)

博士論文
[1]基于永磁同步電機(jī)的大型望遠(yuǎn)鏡低速伺服系統(tǒng)研究[D]. 劉京.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2018
[2]汽車底盤集成非線性魯棒控制方法研究[D]. 張家旭.吉林大學(xué) 2018
[3]交流伺服系統(tǒng)先進(jìn)控制理論及應(yīng)用研究[D]. 孫振興.東南大學(xué) 2018
[4]永磁同步電機(jī)系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)與轉(zhuǎn)矩波動(dòng)抑制[D]. 鄧惟滔.天津大學(xué) 2017
[5]運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的抗干擾控制理論與應(yīng)用研究[D]. 王會(huì)明.東南大學(xué) 2016
[6]基于自適應(yīng)傳感器的交流伺服系統(tǒng)前饋控制研究[D]. 王磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[7]交流永磁電機(jī)伺服系統(tǒng)復(fù)合自抗擾控制策略研究[D]. 黃慶.湖南大學(xué) 2014
[8]永磁同步電機(jī)的參數(shù)辨識(shí)及控制策略研究[D]. 王松.北京交通大學(xué) 2011

碩士論文
[1]基于GaN功率器件的高頻伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 王品賀.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的自適應(yīng)模糊控制研究[D]. 劉爽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]基于模糊策略的參數(shù)自整定迭代學(xué)習(xí)方法應(yīng)用研究[D]. 渾陸.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]基于PMSM參數(shù)辨識(shí)的電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)研究[D]. 陳美曉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]基于磁鏈辨識(shí)的永磁同步電機(jī)自適應(yīng)魯棒控制研究[D]. 王茂.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[6]基于參數(shù)辨識(shí)的永磁同步電機(jī)無(wú)差拍電流預(yù)測(cè)控制[D]. 彭壯.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[7]基于慣量辨識(shí)的永磁同步電機(jī)自適應(yīng)控制策略研究[D]. 陳磊.浙江大學(xué) 2017
[8]基于辨識(shí)補(bǔ)償?shù)挠来磐诫姍C(jī)滑�？刂蒲芯縖D]. 孫博.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[9]隨鉆測(cè)井?dāng)[動(dòng)電機(jī)位置伺服系統(tǒng)研究[D]. 常濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[10]交流永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)控制策略研究[D]. 謝玉春.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



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