永磁同步电机无差拍控制技术研究

发布时间：2018-07-07 07:30

  本文选题：永磁同步电机 + 无差拍电流控制　； 参考：《北方工业大学》2017年硕士论文

【摘要】：矢量控制在永磁同步电机中运用的非常广泛,多采用PID调节器作为主要控制模块,然而现代工业对控制品质的要求越来越高,PID调节器控制往往不能在保证系统稳定性的前提下满足系统对快速性越来越高的要求。无差拍电流控制相对于PID调节器控制和其他数字控制有更快的动态响应等优点,可以使电机在切换工作状态或受到干扰时能迅速恢复到正常工作状态。无差拍电流控制的基本思想是通过永磁同步电机的状态方程和输出反馈信号以及计算下一个开关周期的数值所需要的参考量来计算出下一个开关周期的电流或者电压量,然后通过与空间矢量脉宽调制SVPWM技术相结合,得到下一个开关周期的脉冲宽度,达到电流的精确控制。本文通过提出一种新型的无差拍电流控制代替传统的PID调节器控制,并通过ST公司开发的ARM芯片(STM32)作为主要控制芯片,通过该微处理器对数值的高速计算功能来实现全数字化的控制。本文提出的无差拍电流控制观点是一种新型的考虑时间延时的数字控制方法,以永磁同步电机的数学模型为基础,在特定的时间段内分对状态方程进行离散化积分处理,最终得到后两个开关周期的电压和电流的预测变量,预计在两个开关周期内达到新的平衡状态。但考虑到永磁同步电机电感参数、噪声以及非线性等因素的影响,实验结果在3个开关周期达到新的平衡状态,说明电感参数不匹配等因素对动态响应有一定的影响;本文还通过Td补偿、前馈补偿和电压环补偿三种方法对死区进行补偿和对比,分别通过波形对比与THD分析,补偿效果有明显的改善,THD分析值明显降低,一定程度上减少了死区时间对系统的影响,从而减少了纹波对系统的影响,有十分重要的研究意义。本文主要研究了无差拍电流控制与死区补偿两个部分,并通过硬件设计和软件设计两部分阐述了实验平台的设计以及理论的实现,从实验结果上验证了无差拍电流控制动态响应的优越性和多种死区补偿的效果。
[Abstract]:This paper presents a new kind of digital control method considering time delay , which is based on the mathematical model of the permanent magnet synchronous motor .
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM341;TP273

【参考文献】

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本文编号：2104246