永磁同步电机的自适应反步和滑模自抗扰控制的实验研究

发布时间：2021-01-20 13:27

　　永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor,PMSM）结构简单,功率因数高,维护方便,已逐渐在许多高精尖领域应用,所以对于控制PMSM伺服系统算法有更高且更迫切的需求。本文为了解决电机起动电流过大易超调的问题以及滑模控制会出现的抖振问题,对PMSM驱动系统进行了研究。第一,首先对课题的研究目的和研究意义进行了阐述,介绍了PMSM伺服驱动系统及控制算法的国内外研究现状。然后对PMSM的一般数学模型以及坐标变化进行阐述,对空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation,SVPWM）进行了简单的分析和解释。对PMSM的矢量控制原理和实现方法给出了详细的解释。第二,设计了一个PMSM自适应反步滑模转速伺服控制系统。首先,在矢量控制的基础上对转速环和电流环分别改进,转速环采用自适应反步法,改进自适应律,缓解稳态与动态之间的矛盾;在电流环采用积分滑模控制方法,改进趋近律来削弱抖振影响。此外,设计了负载转矩观测器观察负载转矩变化,进一步增强了系统的抗干扰能力。最后,通过仿真实验证明了所设计控制方案的有效性。第三,为了进... 

【文章来源】：青岛大学山东省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 本课题的研究目的和意义
    1.2 永磁同步伺服系统国内外研究概况
    1.3 永磁同步电机伺服系统控制策略研究现状
    1.4 本课题章节安排
第二章 PMSM的矢量控制原理
    2.1 PMSM一般数学模型
    2.2 PMSM矢量控制原理
    2.3 PMSM矢量控制系统的实现
    2.4 本章小结
第三章 永磁同步电机的自适应反步滑模控制
    3.1 永磁同步电机速度的自适应反步滑模控制设计
        3.1.1 转速环反步自适应控制
        3.1.2 电流环滑模控制器设计
        3.1.3 未知负载转矩控制器设计
        3.1.4 系统稳定性和整体框图
    3.2 仿真实验及结果分析
    3.3 本章小结
第四章 永磁同步电机的线性自抗扰与滑模协调控制
    4.1 自抗扰控制原理简述
    4.2 线性自抗扰和滑模控制的协调控制器设计
        4.2.1 转速环协调控制器设计
        4.2.2 协调函数的设计
        4.2.3 电流环变趋近率滑模控制器设计
        4.2.4 负载转矩未知时观测器与协调控制器设计
    4.3 仿真实验及分析
    4.4 本章小结
第五章 考虑损耗的永磁同步电机速度自抗扰控制
    5.1 考虑损耗的PMSM数学模型
        5.1.1 考虑损耗的PMSM数学模型
        5.1.2 损耗最小时的直交轴电流关系计算
    5.2 自抗扰控制器设计
        5.2.1 转速环自抗扰控制器设计
        5.2.2 电流环自抗扰控制器设计
        5.2.3 负载转矩的前馈补偿
        5.2.4 自抗扰参数整定
    5.3 仿真实验及分析
    5.4 本章小结
第六章 PMSM的实验研究
    6.1 PMSM实验平台简介
        6.1.1 硬件部分简介
        6.1.2 软件部分简介
    6.2 PMSM实验结果及分析
        6.2.1 PI矢量控制实验调试
        6.2.2 滑模控制和LADRC实验对比分析
        6.2.3 NLADRC和 LADRC实验对比分析
        6.2.4 滑模和LADRC误差协调控制实验对比分析
        6.2.5 滑模和LADRC时间协调控制实验对比分析
    6.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁同步电机的线性自抗扰与滑模协调控制[J]. 孟祥偲,于海生,于金鹏,吴贺荣.  青岛大学学报(工程技术版). 2018(03)
[2]基于位置三角信号注入的永磁同步电机磁链在线辨识[J]. 姜燕,刘思美,吴轩,黄守道,黄科元,肖伸平.  中国电机工程学报. 2019(03)
[3]一种基于开关次数最小的含零电压矢量永磁同步电机直接转矩控制开关表[J]. 李耀华,曲亚飞,师浩浩,孟祥臻,焦森.  电机与控制应用. 2018(02)
[4]永磁同步电机驱动系统的反步与无源协调控制[J]. 李建立,于海生.  电机与控制应用. 2018(01)
[5]永磁同步电机的自抗扰控制调速策略[J]. 周凯,孙彦成,王旭东,闫达.  电机与控制学报. 2018(02)
[6]永磁同步电机反步法与最大输出功率协调控制[J]. 王艳,于海生.  电气传动. 2017(10)
[7]永磁同步电机一阶线性自抗扰控制器的设计[J]. 曾岳南,周斌,郑雷,林厚健.  控制工程. 2017(09)
[8]线性自抗扰控制理论及工程应用的若干进展[J]. 陈增强,程赟,孙明玮,孙青林.  信息与控制. 2017(03)
[9]基于新型变速趋近律的永磁同步电机滑模控制[J]. 李中琴.  电机与控制应用. 2017(05)
[10]基于反步滑模和PCH的永磁同步电机协调控制[J]. 李建立,于海生,吴贺荣.  青岛大学学报(工程技术版). 2017(01)

博士论文
[1]交流电机的能量成型与非线性控制研究[D]. 于海生.山东大学 2006



本文编号：2989128