發(fā)布時(shí)間：2017-07-20 14:13

  本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)參數(shù)在線辨識(shí)的研究

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【摘要】：永磁同步電機(jī)以其高效、高轉(zhuǎn)矩慣量比、小體積等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中。在高性能永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)中,電機(jī)參數(shù)變化會(huì)直接影響到系統(tǒng)控制性能。為了提高電機(jī)的運(yùn)行效率,需要電機(jī)控制系統(tǒng)具有參數(shù)在線辨識(shí)的功能。本文以永磁同步電機(jī)為研究對(duì)象,在矢量控制的基礎(chǔ)上,對(duì)其負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)兩個(gè)方面進(jìn)行了研究。首先,本文建立了永磁同步電機(jī)在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,詳細(xì)闡述了矢量控制理論,并給出了永磁同步電機(jī)速度、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖。其次,對(duì)負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器的兩種方法即狀態(tài)觀測(cè)器法和滑模觀測(cè)器法的觀測(cè)原理進(jìn)行了研究。推導(dǎo)出了永磁同步電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器的公式,并對(duì)狀態(tài)觀測(cè)器的極點(diǎn)選取進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)的狀態(tài)觀測(cè)器采用Lyapunov第二法對(duì)狀態(tài)觀測(cè)器進(jìn)行分析,給出最優(yōu)控制性能指標(biāo),求出最優(yōu)狀態(tài)下的狀態(tài)反饋增益矩陣K。通過(guò)仿真驗(yàn)證了兩種算法的可行性和正確性,并討論了觀測(cè)器參數(shù)對(duì)觀測(cè)性能的影響。再次,闡述了兩種在線轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)方法:模型參考自適應(yīng)算法和梯度校正算法的辨識(shí)原理,推導(dǎo)出永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)公式。分析了辨識(shí)參數(shù)對(duì)辨識(shí)性能的影響,進(jìn)行了系統(tǒng)定慣量和變慣量的仿真研究,驗(yàn)證了兩種算法的正確性。最后,基于TI公司DSP芯片TMS320F28069搭建了永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)。進(jìn)行了負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)的軟件模塊搭建,編寫(xiě)了辨識(shí)算法,完成了系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本課題方案的可行性與正確性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí) Lyapunov第二法 狀態(tài)觀測(cè)器 滑模觀測(cè)器 模型參考自適應(yīng)算法 梯度校正算法
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM341
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 課題研究背景與意義12-13
• 1.2 永磁同步電機(jī)參數(shù)在線辨識(shí)方法概述13-15
• 1.2.1 電機(jī)數(shù)學(xué)模型13
• 1.2.2 參數(shù)辨識(shí)方法13-15
• 1.3 永磁同步電機(jī)參數(shù)智能感知的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 永磁同步電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 論文的主要內(nèi)容17-18
• 第二章 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及矢量控制方案18-24
• 2.1 引言18
• 2.2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型18-21
• 2.2.1 永磁同步電機(jī)在abc三相靜止坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型20
• 2.2.2 永磁同步電機(jī)在 ?? 軸兩相靜止坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型20-21
• 2.2.3 永磁同步電機(jī)在dq軸兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型21
• 2.3 永磁同步電機(jī)矢量控制策略21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 永磁同步電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器24-40
• 3.1 引言24
• 3.2 最優(yōu)控制的負(fù)載轉(zhuǎn)矩狀態(tài)觀測(cè)器24-29
• 3.2.1 狀態(tài)觀測(cè)器的基本原理24-26
• 3.2.2 狀態(tài)觀測(cè)器在永磁同步電機(jī)中的應(yīng)用26-27
• 3.2.3 基于Lyapunov最優(yōu)控制策略的狀態(tài)觀測(cè)器27-29
• 3.3 基于滑模觀測(cè)器的負(fù)載轉(zhuǎn)矩辨識(shí)29-32
• 3.3.1 滑模觀測(cè)器的基本控制原理29-30
• 3.3.2 永磁同步電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩滑模觀測(cè)器的設(shè)計(jì)30-31
• 3.3.3 負(fù)載轉(zhuǎn)矩滑模觀測(cè)器抖振抑制分析31-32
• 3.4 負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器的仿真結(jié)果和分析32-39
• 3.4.1 仿真模型的建立32-33
• 3.4.2 基于Lyapunov最優(yōu)控制的狀態(tài)觀測(cè)器的仿真結(jié)果33-36
• 3.4.3 基于滑模觀測(cè)器的負(fù)載轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果36-38
• 3.4.4 兩種負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器的仿真結(jié)果比較38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)40-48
• 4.1 引言40
• 4.2 基于模型參考自適應(yīng)算法的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)40-41
• 4.3 基于梯度校正算法的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)41-43
• 4.4 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)的仿真結(jié)果和分析43-47
• 4.4.1 基于模型參考自適應(yīng)算法的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量仿真結(jié)果43-45
• 4.4.2 基于梯度校正算法辨識(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量仿真結(jié)果45-46
• 4.4.3 兩種轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)算法的仿真結(jié)果比較46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第五章 永磁同步電機(jī)參數(shù)智能感知數(shù)字控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)48-65
• 5.1 引言48
• 5.2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)48-55
• 5.2.1 DSP核心控制電路設(shè)計(jì)49-51
• 5.2.2 功率電路設(shè)計(jì)51-52
• 5.2.3 采樣調(diào)理電路設(shè)計(jì)52-53
• 5.2.4 位置和速度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)53-54
• 5.2.5 故障檢測(cè)與保護(hù)電路設(shè)計(jì)54-55
• 5.3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)55-57
• 5.3.1 主程序設(shè)計(jì)55-56
• 5.3.2 PWM重載中斷服務(wù)子程序56-57
• 5.3.3 故障中斷子程序57
• 5.4 負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器實(shí)驗(yàn)研究57-61
• 5.4.1 基于狀態(tài)觀測(cè)器的負(fù)載轉(zhuǎn)矩辨識(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果57-59
• 5.4.2 基于滑模觀測(cè)器的負(fù)載轉(zhuǎn)矩辨識(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果59-60
• 5.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析60-61
• 5.5 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)實(shí)驗(yàn)研究61-65
• 5.5.1 基于模型參考自適應(yīng)法的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果61-62
• 5.5.2 基于梯度校正算法辨識(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)結(jié)果62-64
• 5.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析64
• 5.5.4 本章小結(jié)64-65
• 第六章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 全文工作總結(jié)65
• 6.2 后續(xù)工作展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-72
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72

【參考文獻(xiàn)】

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