本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)弱磁控制方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著電力電子技術(shù)、微控制器芯片和交流電機(jī)先進(jìn)控制技術(shù)的不斷發(fā)展,永磁同步電機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)的控制性能日益提高,加之制造簡單、效率較高,在工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控加工設(shè)備、電動汽車等場合得到了廣泛應(yīng)用。為了拓寬永磁同步電機(jī)的調(diào)速范圍以適應(yīng)不同應(yīng)用場合的需要,一種簡便而有效的方式是對電機(jī)進(jìn)行弱磁調(diào)速。本文首先分析了永磁同步電機(jī)弱磁調(diào)速的基本原理,并分別介紹了基于電壓調(diào)節(jié)法和基于單電流調(diào)節(jié)器法弱磁控制方案的實(shí)現(xiàn)。在弱磁調(diào)速區(qū)內(nèi),特別是在調(diào)速的動態(tài)過程中,交軸和直軸電壓之間的耦合作用明顯增強(qiáng),使得電流跟蹤性能下降,影響轉(zhuǎn)矩生成。傳統(tǒng)弱磁控制中電流環(huán)常采用精確反饋線性化抵消耦合項(xiàng)的影響,但是當(dāng)電機(jī)參數(shù)測量不準(zhǔn)確或發(fā)生攝動時會影響補(bǔ)償效果。為了提高電流跟蹤性能,本文首先在電壓調(diào)節(jié)法弱磁框架下設(shè)計(jì)了基于擾動觀測與補(bǔ)償控制的電流環(huán)復(fù)合控制器。建立電流環(huán)系統(tǒng)的標(biāo)稱模型,將交叉耦合項(xiàng)等效為電流環(huán)集總擾動的一部分,設(shè)計(jì)擾動觀測器對其進(jìn)行估計(jì),并基于擾動估計(jì)值進(jìn)行前饋補(bǔ)償,提前抵消擾動對電流響應(yīng)的不利影響,提高弱磁區(qū)內(nèi)電流跟蹤性能。其次,在單電流調(diào)節(jié)器弱磁框架下設(shè)計(jì)了基于有限時間控制方法的電流環(huán)控制器。相比于傳統(tǒng)漸近收斂的控制方法,該方案能夠保證電流跟蹤誤差在有限時間內(nèi)收斂至零,可以改善轉(zhuǎn)矩控制性能。最后本文對所設(shè)計(jì)的基于電流環(huán)復(fù)合控制的弱磁調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)測試,測試結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 弱磁調(diào)速控制 擾動觀測器 擾動觀測與補(bǔ)償控制 有限時間控制
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273;TM341
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 永磁同步電機(jī)的主要控制技術(shù)10-11
• 1.2.1 矢量控制技術(shù)10-11
• 1.2.2 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)11
• 1.3 永磁同步電機(jī)弱磁控制研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3.1 公式法12-13
• 1.3.2 查表法13
• 1.3.3 梯度下降法13-14
• 1.3.4 電壓調(diào)節(jié)法14-15
• 1.3.5 單電流調(diào)節(jié)器法15-16
• 1.4 本論文的工作和內(nèi)容安排16-17
• 第二章 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型及其基本控制方法17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型17-23
• 2.2.1 永磁同步電機(jī)的電壓矢量方程18-20
• 2.2.2 永磁同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方程20-23
• 2.2.3 永磁同步電機(jī)的機(jī)械方程23
• 2.3 永磁同步電機(jī)的基本控制方法23-26
• 2.3.1 矢量控制23-25
• 2.3.2 直接轉(zhuǎn)矩控制25-26
• 2.4 小結(jié)26-27
• 第三章 永磁同步電機(jī)傳統(tǒng)弱磁控制原理27-39
• 3.1 引言27
• 3.2 永磁同步電機(jī)弱磁原理分析27-31
• 3.2.1 電壓極限軌跡27-28
• 3.2.2 電流極限軌跡28-29
• 3.2.3 約束條件下的運(yùn)行區(qū)域分析29-31
• 3.3 基于電壓調(diào)節(jié)法的永磁同步電機(jī)弱磁控制31-35
• 3.3.1 電壓調(diào)節(jié)法弱磁控制原理31-32
• 3.3.2 電壓調(diào)節(jié)法弱磁控制仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證32-35
• 3.4 電流環(huán)耦合對電流響應(yīng)性能影響分析35-37
• 3.4.1 電流環(huán)耦合項(xiàng)分析35-36
• 3.4.2 精確反饋線性化解耦36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-39
• 第四章 基于電流環(huán)復(fù)合控制器的弱磁調(diào)速39-53
• 4.1 引言39
• 4.2 基于擾動觀測器的電流環(huán)解耦控制策略39-44
• 4.2.1 擾動觀測與前饋補(bǔ)償控制39-41
• 4.2.2 電流環(huán)擾動觀測器設(shè)計(jì)41-42
• 4.2.3 基于擾動觀測器的電流環(huán)控制器設(shè)計(jì)42-44
• 4.3 仿真與實(shí)驗(yàn)研究44-52
• 4.3.1 仿真實(shí)現(xiàn)與結(jié)果分析44-49
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)與結(jié)果分析49-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第五章 基于單電流調(diào)節(jié)器的弱磁控制53-63
• 5.1 引言53
• 5.2 單電流調(diào)節(jié)器弱磁控制53-55
• 5.3 基于有限時間控制的電流環(huán)復(fù)合控制器55-58
• 5.3.1 有限時間控制器55-56
• 5.3.2 電流環(huán)有限時間復(fù)合控制器設(shè)計(jì)56-58
• 5.4 仿真研究58-61
• 5.4.1 仿真實(shí)現(xiàn)與結(jié)果分析58-61
• 5.5 本章小結(jié)61-63
• 第六章 結(jié)束語63-65
• 致謝65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 作者在學(xué)期間科研成果71

【參考文獻(xiàn)】

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