本文關(guān)鍵詞：無電流傳感器的永磁同步電機模型預測控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：體積小、結(jié)構(gòu)簡單、動態(tài)響應速度快、轉(zhuǎn)矩功率密度高、損耗低是PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor,永磁同步電機)顯著的優(yōu)點,所以在工業(yè)界得到了廣泛的應用。在PMSM驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法中較為常見的是VC(Vector Control,矢量控制)和DTC(Direct Torque Control,直接轉(zhuǎn)矩控制)。VC系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩響應較慢,DTC系統(tǒng)雖然響應較快但是轉(zhuǎn)矩磁鏈脈動大,為此本文采用了MPC(Model Predictive Control,模型預測控制)的方法。MPC不僅保留了DTC響應快的特點,而且能夠有效減小轉(zhuǎn)矩、磁鏈脈動。PMSM驅(qū)動系統(tǒng)要實現(xiàn)高精度的控制一般需要對電流進行閉環(huán)控制,這就需要若干電流傳感器來測量電流信息。然而,過多的電流傳感器不但增加了系統(tǒng)成本,而且增加了系統(tǒng)的復雜性、降低了系統(tǒng)的可靠性。針對PMSM驅(qū)動系統(tǒng)中電流傳感器故障的問題,國內(nèi)外學者研究的還相對較少。本文在MPC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上分別針對一相電流傳感器正常和無電流傳感器兩種情況做了相應的研究。主要內(nèi)容為:(1)利用MPC的方法設(shè)計了PMSM MPC系統(tǒng),通過與DTC系統(tǒng)的比較和分析,體現(xiàn)了MPC系統(tǒng)相比于DTC系統(tǒng)的優(yōu)越性,并從降低開關(guān)頻率和諧波失真的角度對MPC系統(tǒng)做出了改進。(2)在一相電流傳感器正常的情況下利用直流母線電壓、一相電流和位置角信息設(shè)計了基于自適應觀測器的PMSM MPC系統(tǒng)。所設(shè)計的自適應觀測器不僅準確估計出另一相電流,同時對定子電阻進行了在線辨識。將自適應觀測器估計出的定子電流和定子電阻應用到MPC系統(tǒng)中,達到了比較好的控制效果。(3)在無電流傳感器的情況下利用直流母線電壓、逆變器開關(guān)狀態(tài)和轉(zhuǎn)速信息設(shè)計了基于自適應反步觀測器的PMSM MPC系統(tǒng)。所設(shè)計的自適應反步觀測器能同時在線估計定子電流和定子電阻。將自適應反步觀測器估計出的定子電流和定子電阻應用到MPC系統(tǒng)中,實現(xiàn)了較為理想的控制效果。上述兩種方法設(shè)計的觀測器不僅能在線辨識定子電阻,而且提高了觀測器對定子電阻的魯棒性,增強了模型預測控制器對定子電阻的魯棒性。最后,通過仿真實驗驗證了所提出方法的可行性和有效性。
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM341

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