本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)速度自抗擾控制的研究

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【摘要】：伺服電機(jī)作為主要的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換設(shè)備,在機(jī)電控制系統(tǒng)當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用,在以電機(jī)作為執(zhí)行元件的機(jī)電控制系統(tǒng)當(dāng)中,電機(jī)的控制性能是影響整個電控系統(tǒng)性能的一個主要因素,但是電機(jī)在運(yùn)行時,由于受到采樣誤差、計算量化誤差以及工作條件變化導(dǎo)致的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩波動等因素的影響,會使電機(jī)的控制性能變差,難以達(dá)到控制的要求。因此,本文以南京埃斯頓公司的EMJ-04APB22三相交流永磁同步電機(jī)為控制對象,針對電機(jī)工作條件變化對電機(jī)性能的影響,采用自抗擾控制算法實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的控制,以此來提高永磁同步電機(jī)的控制性能。本文的主要工作內(nèi)容如下:(1)首先,針對永磁同步電機(jī)三相坐標(biāo)系下模型難于求解的問題,通過坐標(biāo)變換獲得兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)永磁同步電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的機(jī)械運(yùn)動方程和自抗擾控制器的數(shù)學(xué)模型,詳細(xì)設(shè)計了永磁同步電機(jī)的自抗擾控制器;然后,根據(jù)永磁同步電機(jī)速度控制系統(tǒng)的組成,在Matlab/simulink環(huán)境下搭建了永磁同步電機(jī)的速度電流雙PI閉環(huán)控制和自抗擾控制的系統(tǒng)仿真模型;最后,通過對兩種仿真模型的仿真結(jié)果的對比分析,說明自抗擾控制對永磁同步電機(jī)速度控制系統(tǒng)具有良好的控制效果。(2)研究了自抗擾控制的辨識補(bǔ)償技術(shù)和狀態(tài)反饋觀測技術(shù),提出了轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)淖钥箶_控制策略,設(shè)計了永磁同步電機(jī)辨識補(bǔ)償自抗擾控制器和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)觀測器,并將負(fù)載轉(zhuǎn)矩的觀測值引入到永磁同步電機(jī)辨識補(bǔ)償自抗擾控制器形成永磁同步電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)淖钥箶_控制器。(3)根據(jù)永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的組成,以DSP為核心從系統(tǒng)的硬件電路和軟件設(shè)計兩方面對實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行了設(shè)計,并對所提控制策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究與分析,進(jìn)一步驗(yàn)證了控制策略的有效性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) DSP微處理器 自抗擾控制器 狀態(tài)觀測器 負(fù)載轉(zhuǎn)矩辨識
【學(xué)位授予單位】：陜西理工學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究的背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢11-13
• 1.3 永磁同步電機(jī)速度控制國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀13-17
• 1.4 本文研究的內(nèi)容17-18
• 第2章 永磁同步電機(jī)速度自抗擾控制系統(tǒng)的設(shè)計18-42
• 2.1 引言18
• 2.2 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型18-21
• 2.2.1 永磁同步電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型18-20
• 2.2.2 PMSM坐標(biāo)變換與兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型20-21
• 2.3 PMSM矢量控制策略分析與矢量控制速度電流PI雙閉環(huán)系統(tǒng)21-23
• 2.3.1 PMSM矢量控制策略分析21-22
• 2.3.2 永磁同步電機(jī)矢量控制速度電流PI雙閉環(huán)控制系統(tǒng)22-23
• 2.4 自抗擾控制技術(shù)及自抗擾控制器數(shù)學(xué)模型23-28
• 2.4.1 自抗擾控制技術(shù)24-25
• 2.4.2 自抗擾控制器的數(shù)學(xué)模型25-28
• 2.5 永磁同步電機(jī)自抗擾控制器的設(shè)計28-34
• 2.6 永磁同步電機(jī)自抗擾控制與PID控制的仿真對比分析34-41
• 2.6.1 永磁同步電機(jī)速度電流PI雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的仿真分析35-38
• 2.6.2 永磁同步電機(jī)自抗擾控制的仿真分析38-41
• 2.7 本章小結(jié)41-42
• 第3章 基于負(fù)載轉(zhuǎn)矩辨識補(bǔ)償?shù)淖钥箶_控制器的設(shè)計42-50
• 3.1 引言42
• 3.2 基于模型補(bǔ)償優(yōu)化的永磁同步電機(jī)自抗擾速度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)42-43
• 3.3 負(fù)載轉(zhuǎn)矩狀態(tài)觀測器的設(shè)計43-48
• 3.3.1 狀態(tài)觀測器的原理及設(shè)計43-44
• 3.3.2 永磁同步電機(jī)全階負(fù)載狀態(tài)觀測器設(shè)計44-46
• 3.3.3 永磁同步電機(jī)降階負(fù)載狀態(tài)觀測器設(shè)計46-48
• 3.4 負(fù)載轉(zhuǎn)矩辨識補(bǔ)償?shù)淖钥箶_控制器的設(shè)計48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 伺服控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計50-62
• 4.1 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計50-56
• 4.1.1 硬件結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計50-51
• 4.1.2 系統(tǒng)電源的設(shè)計51-54
• 4.1.3 DSP的選型與系統(tǒng)設(shè)計54-55
• 4.1.4 檢測電路的設(shè)計55-56
• 4.2 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計56-60
• 4.2.1 主程序的設(shè)計56-57
• 4.2.2 定時中斷服務(wù)子程序57-59
• 4.2.3 部中斷服務(wù)子程序59-60
• 4.3 本章小結(jié)60-62
• 第5章 系統(tǒng)的調(diào)試與實(shí)驗(yàn)62-68
• 5.1 引言62
• 5.2 實(shí)驗(yàn)與分析62-66
• 5.3 本章小結(jié)66-68
• 結(jié)論與展望68-70
• 結(jié)論68-69
• 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果74-76
• 致謝76

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