本文關(guān)鍵詞：具有容錯(cuò)能力的永磁電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的研究

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【摘要】：永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)與其它交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)相比有很多優(yōu)點(diǎn)。永磁同步電機(jī)自身的特點(diǎn),使得采用矢量控制有很大的優(yōu)勢(shì)而得到廣泛應(yīng)用。采用矢量控制方法就需要實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,而速度傳感器在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)易受到周圍環(huán)境的影響而發(fā)生故障。但是在一些特殊的場(chǎng)合,調(diào)速系統(tǒng)不允許突然停機(jī),這就需要調(diào)速系統(tǒng)在速度傳感器發(fā)生故障后仍然能夠繼續(xù)容錯(cuò)控制運(yùn)行。因此,對(duì)速度傳感器的故障診斷及容錯(cuò)處理就顯得尤為重要。本文以表面式永磁同步電機(jī)為控制對(duì)象,首先建立了永磁同步電機(jī)在靜止坐標(biāo)系和dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并在dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。并對(duì)空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)算法做了詳細(xì)的介紹,對(duì)永磁同步電機(jī)常見(jiàn)控制策略做了充分研究后,本系統(tǒng)采用了矢量控制id=0的控制策略。針對(duì)一般趨近律滑�？刂频娜秉c(diǎn),重點(diǎn)介紹了基于滑�？刂频乃俣瓤刂破鞯脑O(shè)計(jì)過(guò)程,并搭建了調(diào)速系統(tǒng)的MATLAB仿真模型,在不同工況下分析了所設(shè)計(jì)的調(diào)速系統(tǒng)的性能。進(jìn)行速度傳感器故障檢測(cè),需要一個(gè)轉(zhuǎn)速參考值,本文利用模型參考自適應(yīng)算法進(jìn)行轉(zhuǎn)速估計(jì)。在MATLAB仿真軟件中搭建了電機(jī)轉(zhuǎn)速估計(jì)仿真模型。并通過(guò)仿真分析了在不同工況下的轉(zhuǎn)速估計(jì)特性以及永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行性能,驗(yàn)證了轉(zhuǎn)速估計(jì)算法的可行性。然后,重點(diǎn)研究了基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)的永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)容錯(cuò)控制算法,實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)電機(jī)在速度傳感器故障后使調(diào)速系統(tǒng)在不停機(jī)的前提下平穩(wěn)地將控制模式從帶速度傳感器的矢量控制切換到無(wú)速度傳感器模式,提高了系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)硬件以ARM微控制器STM32F103RBT6為主控芯片,搭建了低成本的試驗(yàn)樣機(jī)系統(tǒng),基本實(shí)現(xiàn)了速度傳感器的容錯(cuò)控制。分析了系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的不足,并提出了下一步的工作目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 矢量控制 調(diào)速系統(tǒng) 模型參考自適應(yīng) 容錯(cuò)控制
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM341
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-12
• 1.1 課題研究背景和意義7
• 1.2 課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-10
• 1.2.1 永磁同步電機(jī)控制技術(shù)研究現(xiàn)狀7-8
• 1.2.2 永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器控制技術(shù)研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.3 容錯(cuò)控制技術(shù)研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容10-12
• 第二章 永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)12-28
• 2.1 永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型12-14
• 2.1.1 PMSM在靜止坐標(biāo)系中的定子電壓和磁鏈方程12-13
• 2.1.2 PMSM在旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系中的定子電壓、磁鏈和轉(zhuǎn)矩方程13-14
• 2.2 永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)14-21
• 2.2.1 電流控制器設(shè)計(jì)15-17
• 2.2.2 速度控制器設(shè)計(jì)17-19
• 2.2.3 負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器設(shè)計(jì)19-21
• 2.3 SVPWM原理及實(shí)現(xiàn)21-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 永磁同步電機(jī)容錯(cuò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)28-39
• 3.1 速度傳感器故障檢測(cè)方法28-31
• 3.1.1 速度傳感器故障硬件檢測(cè)方法28-30
• 3.1.2 速度傳感器故障軟件檢測(cè)方法30-31
• 3.2 無(wú)速度傳感器矢量控制31-36
• 3.2.1 模型參考自適應(yīng)控制31-32
• 3.2.2 MRAS的參考模型與可調(diào)模型的設(shè)計(jì)32-33
• 3.2.3 永磁同步電機(jī)的自適應(yīng)算法33-36
• 3.3 系統(tǒng)容錯(cuò)控制36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)39-48
• 4.1 硬件電路總體設(shè)計(jì)方案39-40
• 4.1.1 硬件電路總體結(jié)構(gòu)39
• 4.1.2 微控制器選型39-40
• 4.2 整流濾波電路和預(yù)充電電路設(shè)計(jì)40-42
• 4.3 功率電路與驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)42-45
• 4.4 電流檢測(cè)與保護(hù)電路設(shè)計(jì)45-46
• 4.5 電壓檢測(cè)與保護(hù)電路設(shè)計(jì)46-47
• 4.6 可靠性設(shè)計(jì)47
• 4.7 本章小結(jié)47-48
• 第五章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)48-55
• 5.1 軟件主程序設(shè)計(jì)48-50
• 5.1.1 轉(zhuǎn)子初始定位程序設(shè)計(jì)48-49
• 5.1.2 轉(zhuǎn)子初始位置定位流程圖49-50
• 5.2 AD中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)50
• 5.3 其他中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)50-51
• 5.4 矢量控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究51-54
• 5.4.1 測(cè)速方法的研究51-52
• 5.4.2 采樣時(shí)刻的確定52-54
• 5.5 本章小結(jié)54-55
• 第六章 系統(tǒng)仿真與實(shí)驗(yàn)55-66
• 6.1 調(diào)速系統(tǒng)仿真分析55-60
• 6.1.1 主要功能模塊介紹55-57
• 6.1.2 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析57-60
• 6.2 無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)仿真分析60-62
• 6.3 基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)的容錯(cuò)控制系統(tǒng)仿真分析62-63
• 6.4 容錯(cuò)控制實(shí)驗(yàn)分析63-65
• 6.4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹63-65
• 6.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果65
• 6.5 本章小結(jié)65-66
• 總結(jié)與展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-70
• 附錄A：作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果70-71
• 附錄B：永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)原理圖71-72

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張辰;何平;杜少華;;永磁同步電動(dòng)機(jī)無(wú)傳感器控制方法綜述[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2012年11期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 王慎航;衛(wèi)星姿態(tài)大角度機(jī)動(dòng)的非線性控制律方法的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 牛志偉;變結(jié)構(gòu)MRAS方法PMSM無(wú)速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制[D];天津大學(xué);2012年

3 魏林瑞;基于負(fù)載觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)滑�？刂芠D];天津大學(xué);2007年

4 王立雙;同步電機(jī)電壓空間矢量控制系統(tǒng)的研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2009年

5 葉雷;基于滑模自適應(yīng)的永磁同步電機(jī)伺服控制研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：825098