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  更多相關(guān)文章： 永磁同步電機 終端滑�？刂� 轉(zhuǎn)動慣量辨識 擾動觀測 魯棒性

【摘要】：永磁同步電機憑借著體積小、可靠性高、功率密度大等優(yōu)點在航天、國防、工業(yè)自動化等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。然而永磁同步電機作為一個非線性、強耦合且時變的被控對象,易受到來自系統(tǒng)內(nèi)外部諸多擾動的影響。因此,如何在保證較強抗干擾能力的同時,提高控制系統(tǒng)的動靜態(tài)特性,具有重要的研究意義。本文重點研究了滑模變結(jié)構(gòu)控制理論,結(jié)合轉(zhuǎn)動慣量辨識與擾動觀測,提出了一種基于辨識補償?shù)挠来磐诫姍C終端滑�？刂品椒�。首先,基于永磁同步電機的數(shù)學模型,設(shè)計了終端滑模速度控制器,有效地解決了傳統(tǒng)線性滑模控制的系統(tǒng)狀態(tài)變量無法在有限時間內(nèi)收斂至平衡點的問題。更進一步,針對終端滑模算法的控制奇異性問題和動態(tài)響應(yīng)特性差的缺陷,提出了一種非奇異快速終端滑�？刂破鞯脑O(shè)計方法,不僅消除了狀態(tài)空間的奇異性區(qū)域,而且重點提高了滑模運動點在遠離平衡點時的收斂速度,有效地改善了控制系統(tǒng)的動態(tài)特性。其次,為了獲得準確的系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量值,設(shè)計了兩種在線式的辨識方案:遞推最小二乘法和梯度校正自適應(yīng)法。通過理論分析與仿真證明,梯度校正自適應(yīng)辨識法解決了遞推最小二乘法在有限時間內(nèi)只能無限趨近于標準值的問題,實現(xiàn)了全程快速收斂,穩(wěn)定時的精度更高,且當辨識過程受到干擾時,恢復能力更強,更加適用于永磁同步電機控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量辨識。再次,針對永磁同步電機的內(nèi)部參數(shù)攝動和外部負載擾動,設(shè)計了擴展滑模擾動觀測器。通過合理的參數(shù)配置,實現(xiàn)了控制系統(tǒng)全擾動的準確觀測。隨后,利用擾動估計值對控制器進行補償,以提高系統(tǒng)的魯棒性。最終,設(shè)計了基于DSP控制的永磁同步電機實物平臺,對以上算法進行驗證。由實驗結(jié)果證明,本文提出的控制算法具有良好的實際效果。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM341;TP273

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