基于Super-Twisting滑模的永磁同步电机直接转矩控制的研究

发布时间：2017-10-15 00:15

  本文关键词：基于Super-Twisting滑模的永磁同步电机直接转矩控制的研究

  更多相关文章： 永磁同步电机 直接转矩控制 空间矢量脉宽调制 Super-Twisting滑模控制

【摘要】：本文对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的结构进行了介绍,然后将面装式PMSM作为控制对象在各个坐标系下进行了数学模型分析,并在MATLAB/Simulink平台下搭建了永磁同步电机的仿真模型。介绍了直接转矩控制(direct torque control,DTC)思想的原理,并对永磁同步电机的实现进行了说明,为后文算法的结合打下理论基础。对空间矢量脉宽调制(Space vector pulse width modulation,SVPWM)技术的原理以及其实现方式进行了详细的介绍说明,然后以直接转矩控制为基础,将SVPWM结合到PMSM直接转矩控制中,形成SVPWM-DTC系统并在MATLAB/Simulink平台下搭建了永磁同步电机的SVPWM-DTC系统的仿真模型。通过仿真实验验证了SVPWM-DTC系统的正确性,同时发现了本系统鲁棒性差的缺陷。对于永磁同步电机的SVPWM-DTC系统的缺陷,提出了一种二阶滑模控制算法——Super-Twisting滑模(Super-Twisting sliding mode,STSM)控制算法,对STSM算法进行了介绍,并以此设计了电磁转矩控制器和定子磁链控制器。将这两个控制器应用到永磁同步电机的SVPWM-DTC系统中,形成STSM-DTC系统并在MATLAB/Simulink平台下搭建了永磁同步电机的STSM-DTC系统的仿真模型。通过仿真实验验证了STSM-DTC系统的正确性,同时与SVPWMDTC系统的仿真结果进行对比分析,证明了对系统改进的有效性。
【关键词】：永磁同步电机 直接转矩控制 空间矢量脉宽调制 Super-Twisting滑模控制
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM341
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 永磁同步电机的研究意义及永磁材料的发展概况9-11
• 1.2 永磁同步电机调速控制方法及电力电子技术的发展11-14
• 1.3 本文的主要研究内容14-16
• 2 永磁同步电机的结构与数学模型16-26
• 2.1 永磁同步电机的转子结构和特性16-18
• 2.2 面装式永磁同步电机的数学模型18-24
• 2.2.1 坐标变换19-21
• 2.2.2 不同坐标系下的数学模型21-24
• 2.3 永磁同步电机仿真模型的建立24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 永磁同步电机的直接转矩控制原理26-34
• 3.1 电磁转矩的生成26-27
• 3.2 电磁转矩控制的原理27-29
• 3.3 永磁同步电机直接转矩控制系统的实现29-33
• 3.3.1 定子磁链和电磁转矩的估算30-31
• 3.3.2 定子磁链与电磁转矩的滞环控制31
• 3.3.3 开关表的选择31-33
• 3.4 本章小结33-34
• 4 基于空间电压矢量脉宽调制技术的永磁同步电机直接转矩控制34-50
• 4.1 三相电压型全桥PWM逆变器34-36
• 4.2 SVPWM的原理36-41
• 4.2.1 参考空间电压矢量的生成37-38
• 4.2.2 参考空间电压矢量所在扇区的确定38-39
• 4.2.3 基本空间电压矢量作用时间的计算39-40
• 4.2.4 逆变器开关作用时间的计算40-41
• 4.3 PMSM基于SVPWM的直接转矩控制系统仿真41-47
• 4.4 仿真结果47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 5 基于Super-Twisting滑膜控制的永磁同步电机SVPWM直接转矩控制50-59
• 5.1 高阶滑模控制理论的简介50-51
• 5.2 永磁同步电机的STSM-DTC系统51-54
• 5.3 PMSM基于STSM的直接转矩控制系统仿真54-57
• 5.4 仿真结果对比分析57-58
• 5.5 本章小结58-59
• 6 总结与展望59-60
• 6.1 全文的总结59
• 6.2 今后工作的展望59-60
• 参考文献60-63
• 个人简历、在学期间发表的学术论文63-64
• 致谢64

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本文编号：1033987