车用永磁同步电机直接转矩控制系统研究
发布时间：2020-12-21 22:54
在21世纪的今天,新能源发展备受关注,绿色的电能作为传统能源的深度替代,使能源恢复其基本商品属性已成为必然趋势。纯电动汽车因为使用清洁的电能,被更多人接受和认可,永磁同步电机（PMSM）凭借优异的动静态性能被更广泛的使用在电动汽车上。为了发挥PMSM的优良特性,在不改变电机的本体设计结构的情况下把直接转矩控制策略引入到电机上,对传统直接转矩（DTC）算法进行了部分改进以弥补其不足,提高直接转矩控制系统的整体性能。本文首先介绍了PMSM的构造和控制策略,坐标变换和在不同坐标系下的数学模型,为后续章节提高必要的理论支持。其次详细介绍了传统DTC的运行原理及其算法推导,并在MATLAB/Simulink软件下搭建了DTC系统仿真的各个模块,仿真结果显示DTC系统具备很好的抗干扰能力,转速与转矩响应极快,动静态性能很好。满足车用交流调速系统的基本要求。但是低速阶段会出现转矩脉动和磁链的波动。针对以上问题引入了基于电压空间矢量控制技术（SVPWM）的DTC系统,通过连续平滑调节电压输出的逆变器代替传统的离散两值滞环控制器,解决系统低速不平稳问题。仿真结果表明该系统能明显减弱低速转矩脉动,使系统性...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 永磁同步电机控制策略研究
1.3 课题的国内外研究现状
1.4 本文的研究意义和主要工作
2 永磁同步电机结构与数学模型
2.1 永磁同步电机结构
2.2 永磁同步电机动态数学模型
2.3 正弦波PMSM模型
2.4 本章小结
3 正弦波PMSM-DTC基本理论
3.1 直接转矩控制系统的基本理论
3.1.1 电压型逆变器的开关模型
3.1.2 电压空间矢量的概念
3.1.3 电压矢量对磁链的影响
3.1.4 电压矢量对转矩的影响
3.1.5 电压空间矢量的选择
3.2 PMSM直接转矩控制系统结构
3.2.1 电流以及电压?-?分量的计算
3.2.2 定子磁链?-?分量的计算
3.2.3 转矩计算
3.2.4 滞环比较器的的作用
3.2.5 定子磁链所在扇区的判断
3.2.6 开关状态选择表
3.3 PMSM-DTC的仿真研究
3.3.1 MATLAB/Simulink简介
3.3.2 PMSM的 MATLAB/Simulink建模
3.3.3 传统PMSM-DTC系统仿真分析
3.4 本章小结
4 基于空间矢量调制技术的PMSM研究
4.1 直接转矩控制的缺点
4.2 空间矢量调制的基本原理
4.2.1 目标电压矢量的生成
4.3 SVM-DTC的仿真实现
4.3.1 变转速下的仿真分析
4.3.2 变负载下的仿真分析
4.4 本章小结
5 PMSM-DTC系统的改进研究
5.1 PMSM-DTC系统的主要问题分析
5.1.1 传统磁链观测器
5.1.2 两种改进积分器的原理
5.2 变参数PI控制器的引入
5.3 模糊控制的应用
5.3.1 模糊控制理论介绍
5.3.2 零电压矢量在DTC中的作用
5.4 模糊控制器的设计
5.5 改进后系统的仿真研究
5.5.1 仿真分析
5.6 本章小结
6 全文工作总结和展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于柔性神经网络模糊PID的永磁同步电机调速研究[J]. 苏德淳,王仲根. 制造业自动化. 2018(10)
[2]基于双dq空间的永磁同步电机无位置传感器起动策略[J]. 刘计龙,肖飞,麦志勤,张伟伟,连传强. 电工技术学报. 2018(12)
[3]基于预测控制的SPMSM直接转矩控制最优电压矢量选择策略[J]. 李耀华,师浩浩,孟祥臻,焦森,曲亚飞. 电机与控制应用. 2018(06)
[4]直流电机调速系统的MATLAB仿真研究[J]. 雷金莉. 电子设计工程. 2018(11)
[5]永磁同步电机新型无传感器控制方法[J]. 邢岩,王旭,杨丹,张志美. 电气传动. 2018(05)
[6]模糊控制应用于伺服系统PID自整定的研究[J]. 叶海平. 沈阳理工大学学报. 2018(02)
[7]降低转矩脉动的六相感应电机直接转矩控制[J]. 姚月琴,王秀琳. 微特电机. 2018(03)
[8]轴向永磁体组合削弱表贴式永磁同步电机齿槽转矩的方法[J]. 鲍晓华,吴长江,方金龙. 电工技术学报. 2018(18)
[9]电动汽车用表贴式永磁游标电动机分析与设计[J]. 单丰武,陈红. 微特电机. 2018(02)
[10]北京市交通运输业能源消费碳排放影响因素分析[J]. 宋梅,郝旭光. 中国能源. 2018(02)
本文编号：2930655
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 永磁同步电机控制策略研究
1.3 课题的国内外研究现状
1.4 本文的研究意义和主要工作
2 永磁同步电机结构与数学模型
2.1 永磁同步电机结构
2.2 永磁同步电机动态数学模型
2.3 正弦波PMSM模型
2.4 本章小结
3 正弦波PMSM-DTC基本理论
3.1 直接转矩控制系统的基本理论
3.1.1 电压型逆变器的开关模型
3.1.2 电压空间矢量的概念
3.1.3 电压矢量对磁链的影响
3.1.4 电压矢量对转矩的影响
3.1.5 电压空间矢量的选择
3.2 PMSM直接转矩控制系统结构
3.2.1 电流以及电压?-?分量的计算
3.2.2 定子磁链?-?分量的计算
3.2.3 转矩计算
3.2.4 滞环比较器的的作用
3.2.5 定子磁链所在扇区的判断
3.2.6 开关状态选择表
3.3 PMSM-DTC的仿真研究
3.3.1 MATLAB/Simulink简介
3.3.2 PMSM的 MATLAB/Simulink建模
3.3.3 传统PMSM-DTC系统仿真分析
3.4 本章小结
4 基于空间矢量调制技术的PMSM研究
4.1 直接转矩控制的缺点
4.2 空间矢量调制的基本原理
4.2.1 目标电压矢量的生成
4.3 SVM-DTC的仿真实现
4.3.1 变转速下的仿真分析
4.3.2 变负载下的仿真分析
4.4 本章小结
5 PMSM-DTC系统的改进研究
5.1 PMSM-DTC系统的主要问题分析
5.1.1 传统磁链观测器
5.1.2 两种改进积分器的原理
5.2 变参数PI控制器的引入
5.3 模糊控制的应用
5.3.1 模糊控制理论介绍
5.3.2 零电压矢量在DTC中的作用
5.4 模糊控制器的设计
5.5 改进后系统的仿真研究
5.5.1 仿真分析
5.6 本章小结
6 全文工作总结和展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于柔性神经网络模糊PID的永磁同步电机调速研究[J]. 苏德淳,王仲根. 制造业自动化. 2018(10)
[2]基于双dq空间的永磁同步电机无位置传感器起动策略[J]. 刘计龙,肖飞,麦志勤,张伟伟,连传强. 电工技术学报. 2018(12)
[3]基于预测控制的SPMSM直接转矩控制最优电压矢量选择策略[J]. 李耀华,师浩浩,孟祥臻,焦森,曲亚飞. 电机与控制应用. 2018(06)
[4]直流电机调速系统的MATLAB仿真研究[J]. 雷金莉. 电子设计工程. 2018(11)
[5]永磁同步电机新型无传感器控制方法[J]. 邢岩,王旭,杨丹,张志美. 电气传动. 2018(05)
[6]模糊控制应用于伺服系统PID自整定的研究[J]. 叶海平. 沈阳理工大学学报. 2018(02)
[7]降低转矩脉动的六相感应电机直接转矩控制[J]. 姚月琴,王秀琳. 微特电机. 2018(03)
[8]轴向永磁体组合削弱表贴式永磁同步电机齿槽转矩的方法[J]. 鲍晓华,吴长江,方金龙. 电工技术学报. 2018(18)
[9]电动汽车用表贴式永磁游标电动机分析与设计[J]. 单丰武,陈红. 微特电机. 2018(02)
[10]北京市交通运输业能源消费碳排放影响因素分析[J]. 宋梅,郝旭光. 中国能源. 2018(02)
本文编号：2930655
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