基于爬山法的永磁同步电机参数辨识及控制系统的模型设计实现

发布时间：2020-10-13 04:39

　　 随着低碳、节能理念的深入,永磁同步电动机的应用越来越广泛。本文以永磁同步电动机为研究对象,一方面提出一种永磁同步电机无速度传感器控制时的参数辨识方法,以提高电机运行的自适应性与可靠性;另一方面,考虑到手写代码实现电机控制的开发效率较低、错误率较高且代码直观性较差,本文使用基于模型设计方法来实现控制系统的开发,以提高电机控制系统的开发效率。本文首先介绍了永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型,然后分析了永磁同步电机的矢量控制原理,建立了电机转子磁场定向的矢量控制系统模型;然后介绍了一种传统的无速度传感器控制方法,分析了该方法对电感参数的依赖性,提出了一种基于爬山法的电感参数辨识方法。仿真表明,该方法实现简单、自适应性良好,能够准确的估算出电感参数,以及转子位置和转速。本文进一步采用基于MATLAB模型设计的方法来实现上述电机控制系统的开发。以Simulink中常见的Embedded Coder工具箱为基础,本文总结归纳了从代码程序到Simulink图形化程序之间的一般性规律;并建立了基于爬山法的电感辨识单元、无速度传感器控制单元及完整的电机控制系统,实现了代码的自动生成与编译,提高了控制系统开发效率。最后,本文构建了永磁同步电机控制系统的实验平台,使用TI公司的TMS320F28335作为主控制核心,对基于爬山法的电感辨识、无速度传感器控制及转子磁场定向控制进行了实验测试。实验结果表明基于爬山法的电感辨识方法能较好地辨识出电感参数,使无速度传感器控制单元能准确观测出电机转速和转子位置,所设计的电机控制系统的带载调速性能达到要求。本文所提的方法有效地提升了永磁同步电机控制系统的自适应性、稳定性与开发效率。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM341
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 永磁同步电机控制方法研究现状
    1.3 永磁同步电机无速度传感器控制技术研究现状
    1.4 参数辨识研究现状
    1.5 基于模型设计的发展现状
    1.6 本文主要内容
2 永磁同步电机的数学模型及矢量控制
    2.1 永磁同步电机的数学模型
    2.2 永磁同步电机矢量控制系统
    2.3 本章小结
3 基于爬山法的无速度传感器控制系统
    3.1 基于磁链观测的无速度传感器控制系统结构
    3.2 电机参数对角度的影响
    3.3 基于爬山法的电感参数辨识原理与程序设计
    3.4 永磁同步电机无速度传感器控制系统仿真分析
    3.5 本章小结
4 基于模型设计的PMSM控制系统软件设计
    4.1 基于模型设计方法的简介
    4.2 代码程序与图形化程序的规律分析
    4.3 永磁同步电机无速度传感器控制方法的软件实现
    4.4 本章小结
5 实验调试与结果分析
    5.1 控制系统的硬件平台介绍
    5.2 实验调试
    5.3 结果分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献

【参考文献】

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本文编号：2838741