永磁電機的高功率密度使其在交流伺服系統(tǒng)中有越來越廣泛的應用。許多交流伺服的應用場合中,負載的慣量會隨時間或工況發(fā)生較大的改變,大大增加了伺服控制難度。為提高負載慣量變化的永磁電機控制系統(tǒng)的參數(shù)適應性和魯棒性,本文基于模型參考自適應控制,在提高響應的快速性、魯棒性和參數(shù)適應性等方面進行深入研究。建立了交流永磁電機系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的數(shù)學模型;提出一種位置環(huán)的前饋復合控制方案,提高了位置響應的速度,優(yōu)化了位置響應的動態(tài)性能;建立了轉(zhuǎn)速、位置環(huán)路帶寬與轉(zhuǎn)動慣量的關系,分析了慣量變化對轉(zhuǎn)速、位置控制效果的影響,總結(jié)了轉(zhuǎn)動慣量變化下控制性能的影響效果以及控制器的設計難點。針對慣量變化引入的位置響應超調(diào)和振蕩,采用了一種強魯棒性的模型參考自適應位置控制策略,不依賴電機機械參數(shù)精確建模,在負載慣量發(fā)生大范圍變化時仍能保持較好的控制性能;提出了對傳統(tǒng)算法的兩點改進,通過引入前饋部分改善了傳統(tǒng)算法的動態(tài)性能,并在控制回路中加入比例-微分校正控制獲得良好的控制效果;在不同算法下進行了變慣量階躍響應仿真,并提取了不同控制策略下階躍響應的性能指標進行了對比分析,驗證了所提算法的有效性。針對轉(zhuǎn)速控制的魯棒性要求,提出了...

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

【文章頁數(shù)】：86 頁

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的意義和目的
    1.2 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 變慣量負載伺服控制策略發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 模型參考自適應控制發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 交流伺服自整定發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)外文獻綜述的簡析
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 負載慣量變化對永磁同步電機系統(tǒng)控制性能的影響
    2.1 引言
    2.2 永磁同步電機的數(shù)學模型
    2.3 交流伺服系統(tǒng)數(shù)學模型及控制器的設計
        2.3.1 電流環(huán)數(shù)學模型及反饋解耦控制器的設計
        2.3.2 轉(zhuǎn)速環(huán)數(shù)學模型及反控制器的設計
        2.3.3 位置環(huán)數(shù)學模型及前饋復合控制器的設計
    2.4 慣量變化對永磁同步電機控制性能的影響
        2.4.1 慣量變化對轉(zhuǎn)速控制性能的影響
        2.4.2 慣量變化對位置控制性能的影響
    2.5 本章總結(jié)
第3章 變慣量負載PMSM系統(tǒng)的MIT-MRAC位置控制
    3.1 引言
    3.2 變慣量負載PMSM系統(tǒng)MIT-MRAC控制器設計
        3.2.1 MIT-MRAC控制原理
        3.2.2 離散MIT-MRAC自適應律的設計
    3.3 變慣量負載PMSM系統(tǒng)MIT-MRAC改進控制器設計
        3.3.1 參考模型的選取
        3.3.2 離散MIT-MRAC位置控制器設計
        3.3.3 MIT-MRAC位置控制器的兩點改進
    3.4 變慣量位置響應仿真控制性能比較
        3.4.1 負載慣量與電機慣量比為5:1位置階躍響應仿真
        3.4.2 負載慣量與電機慣量比為10:1下位置階躍響應仿真
        3.4.3 負載慣量與電機慣量比為15:1下位置階躍響應仿真
    3.5 變慣量階躍響應性能指標分析
        3.5.1 傳統(tǒng)MIT-MRAC控制性能指標
        3.5.2 帶微分前饋的MRAC-PD控制效果
    3.6 本章總結(jié)
第4章 變慣量負載PMSM系統(tǒng)誤差MRAC轉(zhuǎn)速控制
    4.1 引言
    4.2 誤差MRAC控制器的設計
        4.2.1 誤差MRAC控制器原理
        4.2.2 誤差參考模型MRAC自適應補償方法設計
        4.2.3 誤差參考模型MRAC控制器參數(shù)化分析
    4.3 NAMRC與 MRAC變慣量控制效果分析
        4.3.1 變慣量控制效果對比分析
        4.3.2 負載抗擾性對比分析
        4.3.3 正弦跟蹤效果對比分析
    4.4 誤差參考模型Lyapunov-MRAC位置控制效果仿真分析
        4.4.1 慣量增加的階躍響應運動軌跡分析
        4.4.2 慣量減小的階躍響應運動軌跡分析
    4.5 本章總結(jié)
第5章 基于參數(shù)辨識的PMSM自適應位置控制
    5.1 引言
    5.2 基于任意加減速指令的轉(zhuǎn)動慣量辨識方法
        5.2.1 基于任意加減速運動軌跡FFLS轉(zhuǎn)動慣量辨識
        5.2.2 電磁轉(zhuǎn)矩對FFLS辨識結(jié)果的影響
        5.2.3 采樣周期對FFLS辨識的影響
    5.3 基于最大帶寬約束的位置環(huán)優(yōu)化自整定方案
        5.3.1 已知轉(zhuǎn)動慣量下的參數(shù)自整定方案
        5.3.2 基于位置環(huán)增益的最大帶寬約束的自整定方案
    5.4 基于最大帶寬約束的半離線自整定方案
    5.5 本章總結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種基于簡化模型的永磁同步電機轉(zhuǎn)動慣量辨識和誤差補償 [J]. 徐東,王田苗,魏洪興.  電工技術學報. 2013(02)
[2]基于雙參數(shù)模型參考自適應的感應電機無速度傳感器矢量控制低速性能 [J]. 尹忠剛,劉靜,鐘彥儒,楊立周.  電工技術學報. 2012(07)
[3]基于自抗擾控制PMSM電壓空間矢量調(diào)制直接轉(zhuǎn)矩控制方法 [J]. 劉英培.  電力自動化設備. 2011(11)
[4]基于永磁同步電機模型辨識與補償?shù)淖钥箶_控制器 [J]. 劉志剛,李世華.  中國電機工程學報. 2008(24)
[5]基于變結(jié)構(gòu)模型參考自適應系統(tǒng)的永磁同步電機轉(zhuǎn)速辨識 [J]. 王慶龍,張崇巍,張興.  中國電機工程學報. 2008(09)
[6]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的超聲波電機參數(shù)辨識與模型參考自適應控制 [J]. 夏長亮,祁溫雅,楊榮,史婷娜.  中國電機工程學報. 2004(07)
[7]參數(shù)在線跟蹤的交流傳動系統(tǒng)雙神經(jīng)網(wǎng)絡模型參考自適應控制 [J]. 汪鐳,周國興,吳啟迪.  中國電機工程學報. 2001(08)

博士論文
[1]永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)幾類自適應控制策略研究[D]. 喬峰.山東大學. 2018
[2]一類伺服系統(tǒng)驅(qū)動與控制關鍵技術研究與實現(xiàn)[D]. 王志宏.南京理工大學. 2015
[3]交流伺服系統(tǒng)自調(diào)整技術研究[D]. 覃海濤.華中科技大學. 2011

碩士論文
[1]基于慣量辨識的永磁同步電機自適應控制策略研究[D]. 陳磊.浙江大學. 2017
[2]具有參數(shù)自整定功能的交流伺服系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 許慶.哈爾濱工業(yè)大學. 2015
[3]基于波波夫超穩(wěn)定理論的超聲波電機MRAC控制研究[D]. 沈曉茜.河南科技大學. 2014



本文編號：3549050