本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)自適應(yīng)控制技術(shù)研究

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【摘要】：自適應(yīng)控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的控制,在數(shù)控機(jī)床、塑造機(jī)械手、智能輪椅等高精度的控制領(lǐng)域中引入自適應(yīng)控制策略可以提高系統(tǒng)的精確性、穩(wěn)定性和抗干擾能力。在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,負(fù)載變化會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化,影響電機(jī)的性能。負(fù)載是指影響電機(jī)的性能的一類參數(shù),可以包括:負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子慣量、摩擦系數(shù)等參數(shù)。本論文僅以負(fù)載轉(zhuǎn)矩為研究對(duì)象,估計(jì)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化率。分析負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速造成的影響,設(shè)計(jì)兩種抗負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)的控制方法,本論文主要從以下幾方面進(jìn)行闡述:1.分析永磁同步電機(jī)自適應(yīng)控制的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,掌握常用的抗負(fù)載擾動(dòng)的自適應(yīng)控制方法,并總結(jié)各類方法的優(yōu)缺點(diǎn)。2.以某型號(hào)750w低慣量伺服電機(jī)為研究對(duì)象,在MATLAB/Simulink環(huán)境中建立電機(jī)的仿真模型,利用該電機(jī)模型研究負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響。正弦型曲線有良好的加減速特性,選用正弦型曲線作為電機(jī)速度的輸入信號(hào)。3.提出估計(jì)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方法。因?yàn)樵陔姍C(jī)中負(fù)載轉(zhuǎn)矩是測(cè)量不到的,只能對(duì)它進(jìn)行估計(jì),得到估計(jì)值?LT。我們知道在電機(jī)矢量控制系統(tǒng)中,對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制是由電流iq決定的,負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化時(shí)會(huì)引起電流iq的變化,對(duì)電流iq進(jìn)行補(bǔ)償就可以校正電機(jī)轉(zhuǎn)速的波動(dòng),為了求出補(bǔ)償電流,就要估計(jì)出負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化率。采集負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速ω的數(shù)據(jù),利用最小二乘法就可以估計(jì)出負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化率。4.為了抑制負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速造成的影響,設(shè)計(jì)兩種控制方法:第一種方法是前饋補(bǔ)償法;在電機(jī)的速度環(huán)中設(shè)計(jì)負(fù)載估計(jì)器和q軸電流前饋補(bǔ)償器,負(fù)載估計(jì)器的作用是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化估計(jì)出負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化率,補(bǔ)償器的作用是利用負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化率計(jì)算出補(bǔ)償電流,在速度環(huán)中對(duì)電流iq進(jìn)行補(bǔ)償,抑制電機(jī)轉(zhuǎn)速的波動(dòng),實(shí)現(xiàn)電機(jī)在負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)時(shí)的自校正控制。第二種方法是自校正PI控制器設(shè)計(jì)方法:在電機(jī)的速度環(huán)中,僅靠1個(gè)PI控制器不能很好調(diào)節(jié)各種范圍的負(fù)載轉(zhuǎn)矩,因此提出自校正PI控制器設(shè)計(jì)方法,根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小設(shè)計(jì)3個(gè)PI控制器:小負(fù)載轉(zhuǎn)矩使用PI1控制器;中負(fù)載轉(zhuǎn)矩使用PI2控制器;大負(fù)載轉(zhuǎn)矩使用PI3控制器;在3組PI控制器選擇最佳性能的比例積分參數(shù)Kp、Ki使電機(jī)轉(zhuǎn)速誤差最大減小,設(shè)計(jì)的自校正PI控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不需要進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算和推理,易于工程實(shí)現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 自適應(yīng)控制 負(fù)載轉(zhuǎn)矩估計(jì) 前饋補(bǔ)償 自校正PI控制
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM341;TP273
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 符號(hào)對(duì)照表11-12
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表12-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 課題研究背景15-17
• 1.2 課題的研究意義17
• 1.3 論文的主要工作17-19
• 第二章 永磁同步電機(jī)自適應(yīng)控制研究現(xiàn)狀19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 永磁同步電機(jī)自適應(yīng)研究現(xiàn)狀分析19-24
• 2.2.1 自適應(yīng)控制在死區(qū)補(bǔ)償中的應(yīng)用19-21
• 2.2.2 自適應(yīng)技術(shù)在模糊控制的應(yīng)用21-22
• 2.2.3 自適應(yīng)控制在參數(shù)辨識(shí)的應(yīng)用22-24
• 2.3 抗負(fù)載擾動(dòng)的自適應(yīng)控制研究現(xiàn)狀24-29
• 2.3.1 自適應(yīng)觀測(cè)器估計(jì)負(fù)載擾動(dòng)并進(jìn)行補(bǔ)償24-25
• 2.3.2 卡爾曼濾波器估計(jì)負(fù)載轉(zhuǎn)矩25-26
• 2.3.3 抗負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)的模糊控制技術(shù)26-28
• 2.3.4 抗負(fù)載擾動(dòng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制28
• 2.3.5 模型參考自適應(yīng)估計(jì)負(fù)載28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第三章 永磁同步電機(jī)建模與負(fù)載轉(zhuǎn)矩的估計(jì)31-47
• 3.1 仿真電機(jī)選擇31
• 3.2 永磁同步電機(jī)的建模與仿真31-35
• 3.2.1 永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)31-32
• 3.2.2 基于Matlab/Simulink環(huán)境的永磁同步電機(jī)建模與仿真32-33
• 3.2.3 正弦型速度曲線建模與仿真33-35
• 3.3 永磁同步電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的估計(jì)35-46
• 3.3.1 電機(jī)穩(wěn)態(tài)下計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩36
• 3.3.2 負(fù)載轉(zhuǎn)矩的觀測(cè)與建模36-40
• 3.3.3 負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化率的估計(jì)40-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 抗負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)自適應(yīng)控制方法47-65
• 4.1 抗負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)的自適應(yīng)控制方法47-49
• 4.1.1 抗負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)方法47
• 4.1.2 分析負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響47-49
• 4.2 前饋補(bǔ)償設(shè)計(jì)方法49-54
• 4.2.1 前饋補(bǔ)償結(jié)構(gòu)圖及控制過(guò)程49-50
• 4.2.2 補(bǔ)償電流的計(jì)算50-51
• 4.2.3 前饋補(bǔ)償仿真51-54
• 4.3 自校正PI控制器設(shè)計(jì)方案54-62
• 4.3.1 自校正PI控制器結(jié)構(gòu)圖及控制流程54-55
• 4.3.2 選取參數(shù)Kp、Ki55-62
• 4.4 本章小結(jié)62-65
• 第五章 總結(jié)與展望65-67
• 5.1 本文總結(jié)65-66
• 5.2 研究展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-73
• 作者簡(jiǎn)介73-74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：958966