永磁同步电机的模糊反步自适应调速策略研究

发布时间：2017-10-23 13:03

  本文关键词：永磁同步电机的模糊反步自适应调速策略研究

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【摘要】：永磁同步电机调速系统通常使用PI控制。传统的PI控制是一种线性控制理论,仅在参数匹配情况下有较好的控制效果,而永磁同步电机是强耦合的非线性系统,因此定参数的PI控制器难以兼顾稳定性和快速性。本文将非线性的智能控制理论引入到永磁同步电机的控制系统中,来提高系统的控制性能。本文首先将模糊控制器与PI控制器相结合,通过增益自调整的方式在线整定PI参数。传统模糊增益自调整PI的模糊规则在转速误差为正或为负时,其Kp,Ki的调节方向是单向的,这使其仅仅适用于单次加速。本文提出一种新型的参数双向变化模糊规则,可以适用于连续加减速。并结合了积分重置来降低积分饱和带来的影响,减少了需调整参数。通过对称的隶属度函数和可变比例因子的组合降低了软件实现的难度。随后本文分析了反步控制,将其应用到永磁同步电机的调速系统中。考虑到电机运行时的参数不确定性,将其与自适应理论相结合,设计出了能保证系统稳定运行的反步自适应控制律。而后将模糊控制与反步自适应控制相结合,利用模糊控制器在线整定反步自适应控制器中的参数,进一步提高控制系统调速性能。通过Matlab/Simulink进行仿真,并搭建了硬件平台进行实验。仿真和实验结果表明本文所提出的模糊反步自适应控制兼具快速性和稳定性,验证了理论的正确性和可行性。
【关键词】：永磁同步电机 矢量控制 模糊控制 反步控制 增益自调整
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM341
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 永磁同步电机的起源与发展12-13
• 1.2 交流调速技术13-14
• 1.3 控制理论14-15
• 1.4 本文主要研究内容15-17
• 第二章 永磁同步电机的数学模型和矢量控制策略17-22
• 2.1 永磁同步电机17-19
• 2.2 永磁同步电机的矢量控制策略19-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第三章 模糊PI控制22-43
• 3.1 模糊控制原理22-26
• 3.1.1 模糊控制器结构22-23
• 3.1.2 模糊控制器的设计流程23-25
• 3.1.3 模糊PI控制25-26
• 3.2 模糊增益自调整PI控制器设计26-34
• 3.2.1 模糊增益自调整PI控制系统结构26-27
• 3.2.2 模糊控制器的设计27-29
• 3.2.3 新型模糊规则设计29-33
• 3.2.4 积分重置环节33-34
• 3.3 模糊增益自调整PI控制器仿真34-42
• 3.3.1 模糊增益自调整PI仿真模型搭建34-36
• 3.3.2 模糊增益自调整PI仿真结果与分析36-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 模糊反步控制43-57
• 4.1 反步控制原理43-44
• 4.2 永磁同步电机反步控制44-48
• 4.2.1 反步控制器设计44-46
• 4.2.2 永磁同步电机反步控制仿真46-48
• 4.3 永磁同步电机反步自适应控制48-52
• 4.3.1 反步自适应控制器设计48-51
• 4.3.2 永磁同步电机反步自适应控制仿真51-52
• 4.4 永磁同步电机模糊反步自适应控制52-55
• 4.4.1 模糊反步自适应控制器设计52-53
• 4.4.2 永磁同步电机反步自适应控制仿真53-55
• 4.5 本章小结55-57
• 第五章 实验结果与分析57-65
• 5.1 实验平台57
• 5.2 模糊增益自调整PI实验57-62
• 5.3 模糊反步自适应实验62-63
• 5.4 本章小结63-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 全文工作总结65
• 6.2 后续工作展望65-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 攻读硕士学位期间发表论文及专利情况71

【参考文献】

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本文编号：1083513