發(fā)布時間：2021-12-29 04:09

　　近年來,永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因其結(jié)構(gòu)簡單、效率高、功率密度大等優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用,與此同時高性能的控制系統(tǒng)和無位置傳感器控制技術(shù)得到了廣泛的關(guān)注。有限集模型預(yù)測控制(Finite Control Set Model Predictive Control,FCS-MPC)是基于電機數(shù)學(xué)模型的控制算法,與傳統(tǒng)的PI控制相比具有動態(tài)響應(yīng)快、超調(diào)小等優(yōu)點,逐步應(yīng)用于永磁同步電機的高性能控制場景中。同時FCS-MPC具有電流紋波即高頻電流響應(yīng),從中可以提取出永磁同步電機的轉(zhuǎn)子位置信息,用于設(shè)計無位置傳感器控制算法。而表貼式永磁同步電機由于其結(jié)構(gòu)特性,無位置傳感器技術(shù)研究更加困難。本文基于表貼式永磁同步電機有限集模型預(yù)測電流控制,圍繞高頻電流響應(yīng)研究無位置傳感器控制技術(shù)。首先,闡述了課題研究背景及現(xiàn)狀,介紹了永磁同步電機的基本結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型以及空間電壓矢量的基本原理。其次,介紹了永磁同步電機的有限集模型預(yù)測電流控制,在分析其高頻電流響應(yīng)的基礎(chǔ)上,采取了基于高頻無功功率的無位置控制策略,來獲取電機的位置信息。針對FCS-MP...

【文章來源】： 南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 模型預(yù)測控制研究現(xiàn)狀
    1.3 永磁同步電機無位置傳感器技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要內(nèi)容
第二章 永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型及其控制策略
    2.1 引言
    2.2 永磁同步電機的結(jié)構(gòu)
    2.3 永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 坐標(biāo)變換
        2.3.2 PMSM在各個坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型
    2.4 兩電平逆變器及空間電壓矢量分布
    2.5 本章小結(jié)
第三章 永磁同步電機模型預(yù)測電流控制及無位置控制
    3.1 引言
    3.2 永磁同步電機有限集模型預(yù)測電流控制
    3.3 基于FCS-MPC固有激勵的無位置控制技術(shù)
        3.3.1 永磁同步電機的飽和凸極性
        3.3.2 FCS-MPC中的高頻電流響應(yīng)
        3.3.3 基于高頻無功功率的無位置控制算法
    3.4 仿真驗證
        3.4.1 FCS-MPC仿真驗證
        3.4.2 FCS-MPC的高頻電流響應(yīng)仿真分析
        3.4.3 基于高頻無功功率的無位置控制算法仿真驗證
    3.5 本章小節(jié)
第四章 基于改進模型預(yù)測電流預(yù)測控制的無位置傳感器控制
    4.1 引言
    4.2 永磁同步電機改進模型預(yù)測電流控制
        4.2.1 NP-MPC的預(yù)測模型
        4.2.2 等效電動勢及等效電感在線計算
        4.2.3 NP-MPC的實施過程
    4.3 基于q軸電流預(yù)測誤差的無位置控制算法
    4.4 基于電感辨識的極性判斷算法
    4.5 仿真分析
        4.5.1 NP-MPC仿真分析
        4.5.2 無位置控制算法仿真
    4.6 本章小結(jié)
第五章 永磁同步電機無位置傳感器數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 硬件平臺設(shè)計
        5.2.1 DSP核心控制板的設(shè)計
        5.2.2 功率及驅(qū)動電路設(shè)計
        5.2.3 采樣調(diào)理電路
    5.3 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計
        5.3.1 主程序設(shè)計
        5.3.2 PWM中斷服務(wù)子程序
    5.4 實驗結(jié)果與分析
        5.4.1 NP-MPC實驗驗證
        5.4.2 初始位置檢測和極性判斷實驗驗證
        5.4.3無位置控制算法閉環(huán)實驗
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
參考文獻
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[2]無傳感器內(nèi)嵌式永磁同步電機轉(zhuǎn)子磁極位置檢測技術(shù)研究[D]. 劉家曦.哈爾濱工業(yè)大學(xué). 2010

碩士論文
[1]低速下永磁同步電機無位置傳感器技術(shù)研究[D]. 何洋.南京航空航天大學(xué). 2018
[2]基于擴展卡爾曼濾波無位置傳感器永磁同步電機控制系統(tǒng)的研究[D]. 李躍.深圳大學(xué). 2017
[3]永磁同步電機無差拍控制技術(shù)研究[D]. 謝曉峰.北方工業(yè)大學(xué). 2017
[4]基于脈振高頻電壓注入PMSM無位置傳感器研究[D]. 曹廣超.南京航空航天大學(xué). 2017
[5]永磁同步電機無位置傳感器矢量控制的研究[D]. 吳凱宏.南京航空航天大學(xué). 2014
[6]永磁同步電機的模型預(yù)測控制研究[D]. 高麗媛.浙江大學(xué). 2013
[7]永磁同步電機的矢量控制系統(tǒng)[D]. 湯新舟.浙江大學(xué). 2005



本文編號：3555372