无轴承永磁同步电机悬浮力建模及运行控制研究
本文关键词:无轴承永磁同步电机悬浮力建模及运行控制研究 出处:《江苏大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
更多相关文章: 无轴承永磁同步电机 磁场等效电流 径向洛伦兹力 非线性动态解耦 复合型神经网络逆控制 实验系统研究
【摘要】:无轴承永磁同步电机(BPMSM)集磁轴承和永磁同步电机的性能于一体,既传承了磁轴承的无机械接触、无需润滑、使用寿命长等特性,又具有永磁同步电机的结构简单、体积小、能量密度高及效率高等特征。近年来,BPMSM相关理论得到不断完善,在化工、半导体工业、生命科学、飞轮储能及电动汽车等领域具有潜在的应用价值。本论文在江苏省“333工程”(2014)、江苏省高校科研成果产业化推进工程(JHB2012-39)及“青蓝工程”的支持下,围绕BPMSM的悬浮力产生机理、精确数学模型及非线性动态解耦控制等方面开展了较为深入的研究。本论文的研究内容可分为如下四个部分:1.由于径向悬浮力与转矩控制之间存在着强耦合关系,为简化BPMSM的控制系统复杂性,本文提出了磁场等效电流概念,并对BPMSM转矩和悬浮力产生机理进行了详细分析,并推导出获得恒定方向悬浮力的必要条件。2.建立了考虑到转子偏心位移及径向洛伦兹力影响的精确数学模型,并借助电磁分析仿真软件ANSYS/Maxwell对BPMSM气隙空间内磁通密度分布,悬浮特性进行了分析,验证了数学模型的通用性、准确性及可靠性。基于磁场等效电流分析方法,就空载及带载情况下BPMSM悬浮力的控制方法进行了分析,并构建了BPMSM系统控制框图,为转子径向可控悬浮运行提供了理论依据。3.结合神经网络逆思想和模糊PID控制理论,本论文提出了一种复合型神经网络逆非线性解耦控制方法。基于该控制方法,可将BPMSM系统等效为3个积分线性子系统,分别为x方向径向位移子系统、y方向径向位移子系统以及转子旋转速度子系统。采用Matlab/Simulink构建了BPMSM非线性动态解耦控制系统的仿真模型,仿真结果表明该控制方法具有良好的动态解耦特性及更好的鲁棒性能。4.基于运行原理及设计需求,给出了BPMSM控制系统的软、硬件设计方案,并基于DSP TMS320F2812构建了数字控制实验平台。在该实验平台上进行了硬件电路调试、电机旋转测试、转子动静态悬浮实验及抗干扰性能测试,并对实验结果进行了分析研究,验证了控制方法的正确性及可行性。
[Abstract]:The bearingless permanent magnet synchronous motor (BPMSM) in magnetic bearing He Yongci synchronous motor performance in one, not only inherits the magnetic bearing without mechanical contact, no lubrication, long life and other characteristics, but also has the permanent magnet synchronous motor has the advantages of simple structure, small volume, high energy density and high efficiency characteristics in recent years., BPMSM theory has been perfected, in the chemical industry, semiconductor industry, life science, has the potential application value of flywheel energy storage and electric vehicles and other fields. In this paper, Jiangsu Province, "333 project" (2014), Jiangsu province university scientific research industry promotion project (JHB2012-39) and "Blue Project" support next, around the suspension force generation mechanism of BPMSM, to carry out in-depth research on accurate mathematical model and nonlinear dynamic decoupling control. The research contents of this thesis can be divided into four parts as follows: 1. by radial levitation force and torque There is a strong coupling between the control, for the complexity of the control system of simplified BPMSM is proposed in this paper, the magnetic field and the concept of equivalent current, BPMSM torque and suspension force generation mechanism is analyzed in detail, and the necessary conditions are derived to obtain constant levitation force direction.2. is established considering the accurate mathematical model of rotor eccentric displacement and radial force of Lorenz the influence of the electromagnetic simulation software ANSYS/Maxwell and analysis of flux density distribution of BPMSM air gap space, suspension characteristics were analyzed, verified the general mathematical model, accuracy and reliability. The analysis method based on equivalent current magnetic field, no-load and load control method under the condition of BPMSM suspension was analyzed, and the construction of the block diagram of the control system for BPMSM, controllable rotor radial suspension operation provides a theoretical basis for the combination of.3. neural network inverse theory and fuzzy PID control theory, This paper presents a nonlinear inverse decoupling control method of a composite neural network. The control method based on the BPMSM system is equivalent to a score of 3 linear subsystems, respectively X direction of the radial displacement subsystem, y subsystem and the direction of the radial displacement of the rotor rotation speed subsystem. Build a simulation model of BPMSM nonlinear dynamic decoupling the control system using Matlab/Simulink, simulation results show that the robust performance of the.4. control method has better dynamic decoupling characteristics and good operation principle and design requirements are given based on BPMSM control system software, hardware design scheme, and based on the DSP TMS320F2812 to build a digital control experimental platform. The experimental platform of hardware circuit debugging, motor rotation test, rotor static experiment and anti-jamming performance testing, and analyses the experimental results, verify the control The correctness and feasibility of the law.
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM341
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 朱海云;;同步电机的调频同步启动[J];中国设备工程;2007年04期
2 许峻峰;张朝阳;冯江华;王志民;伍理勋;郭淑英;;电动公交车用永磁同步电机实验研究[J];大功率变流技术;2008年06期
3 ;贝加莱隆重推出8LT系列三相同步电机[J];自动化仪表;2008年07期
4 ;贝加莱推出8LT系列三相同步电机[J];电机与控制应用;2008年07期
5 薛薇;郭彦岭;陈增强;;永磁同步电机的混沌分析及其电路实现[J];物理学报;2009年12期
6 李岩;;对《降低同步电机总装下线率》成果的评价[J];中国质量;2009年11期
7 唐丽婵;齐亮;;永磁同步电机的应用现状与发展趋势[J];装备机械;2011年01期
8 岳明;;永磁同步电机的快速启动方案设计[J];电子测量技术;2011年04期
9 董磊;马文忠;胡慧慧;;同步电机并网发电实验装置的开发[J];实验科学与技术;2012年04期
10 陆华才;;永磁同步电机无位置传感器控制介绍[J];电机技术;2012年06期
相关会议论文 前10条
1 黄明星;叶云岳;范承志;;复合永磁同步电机的设计与分析[A];2006年全国直线电机学术年会论文集[C];2006年
2 刘贤兴;霍群海;;优化的永磁同步电机滑模变结构控制仿真[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
3 张瑜;路尚书;李崇坚;赵晓坦;李凡;段巍;安虹;雷鸣;;三电平同步电机转子磁场定向控制系统介绍[A];中国计量协会冶金分会2008年会论文集[C];2008年
4 张瑜;路尚书;李崇坚;赵晓坦;李凡;段巍;安虹;雷鸣;;三电平同步电机转子磁场定向控制系统介绍[A];2008全国第十三届自动化应用技术学术交流会论文集[C];2008年
5 王本振;柴凤;程树康;;径向和切向结构永磁同步电机的性能研究[A];第十三届中国小电机技术研讨会论文集[C];2008年
6 尹忠刚;钟彦儒;张瑞峰;曹钰;;永磁同步电机无速度传感器新颖控制策略综述[A];第三届数控机床与自动化技术专家论坛论文集[C];2012年
7 孙永海;刘建明;高建民;;一起同步电机不能拖动负载的故障探讨[A];鲁冀晋琼粤川辽七省金属(冶金)学会第十九届矿山学术交流会论文集(机械电气卷)[C];2012年
8 王丽梅;;电动汽车永磁同步电机控制器硬件设计[A];西南汽车信息:2011年上半年合刊[C];2011年
9 龙晓军;于双和;杨振强;杜佳璐;;基于自抗扰技术的永磁同步电机调速方法[A];2011年中国智能自动化学术会议论文集(第一分册)[C];2011年
10 朱洪成;谢宝昌;;独立变桨永磁同步电机设计[A];第十八届中国小电机技术研讨会论文集[C];2013年
相关重要报纸文章 前4条
1 张永法;F2TP永磁同步电机掀起节能革命[N];中国纺织报;2007年
2 罗晖;尤尼康欲领航国产高端变频器市场[N];科技日报;2008年
3 世淮;变频器发展趋势浅析[N];中国电力报;2006年
4 杨雄飞;轧机高效传动技术[N];世界金属导报;2012年
相关博士学位论文 前10条
1 孙静;混合动力电动汽车驱动系统优化控制策略研究[D];山东大学;2015年
2 邱鑫;电动汽车用永磁同步电机驱动系统若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2014年
3 唐校;基于60°坐标系SVPWM的永磁同步电机高效率直接转矩控制研究[D];华南理工大学;2015年
4 陈星;车用机电复合传动系统机电耦合非线性振动研究[D];北京理工大学;2015年
5 曹海川;电感集成式高速无槽永磁同步电机的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
6 牛里;基于参数辨识的高性能永磁同步电机控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
7 杨晓辉;数控机床中永磁同步电机非线性混沌同步控制算法的研究[D];南昌大学;2015年
8 李玉猛;五相双转子永磁同步电机设计及其电磁特性研究[D];北京理工大学;2015年
9 张虎;基于永磁同步电机的电动助力转向系统力矩控制算法研究[D];吉林大学;2015年
10 贾广隆;复合转子定子电励磁无刷同步电机设计与分析[D];沈阳工业大学;2016年
相关硕士学位论文 前10条
1 郭彦岭;永磁同步电机的混沌控制研究[D];天津科技大学;2010年
2 曾文涛;基于DSP的永磁同步电机无位置传感器控制技术研究与开发[D];华南理工大学;2015年
3 严沛权;永磁同步电机的矢量控制系统研究[D];华南理工大学;2015年
4 王洪杰;基于DSP的永磁同步电机无传感器控制系统研究[D];天津理工大学;2015年
5 陶泽昊;基于磁通观测器的永磁同步电机速度跟踪控制策略研究[D];燕山大学;2015年
6 田永新;车用永磁同步电机驱动控制系统研究与设计[D];天津理工大学;2015年
7 焦山旺;具有容错能力的永磁电机矢量控制系统的研究[D];江南大学;2015年
8 成传柏;内置式永磁同步电机模糊PI弱磁算法研究[D];湖南工业大学;2015年
9 石敏;永磁同步电机高性能弱磁控制策略的研究[D];湖南工业大学;2015年
10 张仕聪;永磁同步电机驱动平面欠驱动2R机械臂的非线性动力特性研究[D];西南交通大学;2015年
,本文编号:1368077
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/1368077.html