內(nèi)置式永磁同步電機（IPMSM）具有體積小,功率密度大,帶載能力強等優(yōu)點,因此在電動車領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。永磁同步電機處理高性能的控制應(yīng)用過程中,矢量控制技術(shù)長期占據(jù)主導(dǎo)地位。模型預(yù)測控制（MPC）因為具有優(yōu)秀的動態(tài)性能,在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用,但由于難以克服算法本身計算量大的問題,長期以來限制了其在電機驅(qū)動領(lǐng)域上的應(yīng)用。顯式模型預(yù)測控制（EMPC）以線下計算優(yōu)化過程的方式,減少算法本身的計算量,由于具備簡便的控制器性能調(diào)優(yōu)方式、強大約束處理能力,在提升IPMSM動態(tài)性能具有重要意義。本文以IPMSM為研究對象,對EMPC算法進行如下的研究:首先,建立IPMSM的數(shù)學模型,簡要闡述矢量控制技術(shù),針對數(shù)學模型非線性問題,將ω_ei_d、ω_ei_q、i_di_q三個耦合項轉(zhuǎn)化為可測擾動量,實現(xiàn)IPMSM數(shù)學模型線性化。針對數(shù)學模型的線性化和矢量控制技術(shù)的控制要求,選取恰當?shù)臓顟B(tài)變量,建立EMPC預(yù)測模型。其次,為解決MPC線上處理優(yōu)化問題導(dǎo)致計算量過大的問題,詳細推... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 永磁同步電機矢量控制策略研究現(xiàn)狀
    1.3 模型預(yù)測控制策略國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 IPMSM數(shù)學建模及預(yù)測模型建立
    2.1 引言
    2.2 IPMSM數(shù)學模型建立
    2.3 IPMSM的矢量控制技術(shù)
    2.4 EMPC預(yù)測模型建立
    2.5 本章小結(jié)
第三章 IPMSM顯式模型預(yù)測控制策略分析
    3.1 引言
    3.2 EMPC控制器設(shè)計
        3.2.1 EMPC問題描述
        3.2.2 EMPC約束處理
        3.2.3 負載轉(zhuǎn)矩觀測器設(shè)計
    3.3 EMPC參數(shù)整定
    3.4 IPMSM全速域仿真結(jié)果及分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 恒功率區(qū)電流靜差分析及改進
    4.1 引言
    4.2 恒功率區(qū)直軸電流靜差分析
    4.3 EMPC預(yù)測模型的改進
        4.3.1 電壓補償方程及改進預(yù)測模型的建立
        4.3.2 EMPC改進模型約束處理
        4.3.3 EMPC改進模型的閉環(huán)極點研究
    4.4 IPMSM恒功率區(qū)仿真結(jié)果及分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 EMPC控制器的軟硬件實現(xiàn)
    5.1 引言
    5.2 IPMSM硬件電路設(shè)計
        5.2.1 功率電路
        5.2.2 控制電路
    5.3 EMPC軟件設(shè)計
        5.3.1 主程序
        5.3.2 EMPC中斷程序
    5.4 EMPC仿真結(jié)果分析
        5.4.1 PI調(diào)節(jié)器對比實驗
        5.4.2 階躍響應(yīng)
        5.4.3 高階速度響應(yīng)
        5.4.4 弱磁響應(yīng)
        5.4.5 直軸電流靜差改進策略
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]軌道交通永磁電機牽引系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢[J]. 馮江華.  機車電傳動. 2018(06)
[2]船舶推進永磁同步電機參數(shù)在線辨識方法研究[J]. 陳再發(fā),劉彥呈,盧亨宇.  電機與控制應(yīng)用. 2018(10)
[3]電動汽車永磁同步電機滑模低速控制[J]. 郭棟,吳琦,祁曉野.  電機與控制應(yīng)用. 2017(10)
[4]感應(yīng)電機三矢量模型預(yù)測磁鏈控制[J]. 張永昌,夏波,楊海濤.  電氣工程學報. 2017(03)
[5]基于雙矢量模型預(yù)測直接功率控制的雙饋電機并網(wǎng)及發(fā)電[J]. 張虎,張永昌,楊達維.  電工技術(shù)學報. 2016(05)
[6]永磁同步電機的模型預(yù)測電流控制器研究[J]. 王東文,李崇堅,吳堯,佟寧澤.  電工技術(shù)學報. 2014(S1)
[7]電流環(huán)模型預(yù)測控制在PWM整流器中的應(yīng)用[J]. 馬宏偉,李永東,鄭澤東,許烈,王奎.  電工技術(shù)學報. 2014(08)
[8]采用模型預(yù)測控制的交流電機電流控制器[J]. 鄭澤東,王奎,李永東,馬宏偉.  電工技術(shù)學報. 2013(11)
[9]PWM整流器功率脈動最小化方法的研究[J]. 張永昌,謝偉,李正熙.  中國電機工程學報. 2013(18)
[10]數(shù)控機床用永磁直線同步電機干擾力分析及補償[J]. 解紅磊,張為民,楊勇.  機械科學與技術(shù). 2012(10)



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