永磁同步电机无差拍预测控制研究
发布时间：2021-02-28 22:29
永磁同步电机具有尺寸小,结构简单,功率密度高,转矩脉动小以及在高精度控制上可实现出色的工作效率等优点,因此,越来越多地运用于工业制造、航天航空、家用电器等领域。随着近年来能源与环境资源的日趋紧张,节能环保已经成为国家发展基本策略,新能源电动汽车是今后汽车工业的重要发展趋势。因此,研究永磁同步电机的高性能控制策略是国内外电机控制领域的研究热点。其中,无差拍预测控制方法因其具有快速的动态性能、开关频率固定、电流谐波含量低、易于实现等优点引起广泛的关注。本文针对永磁同步电机无差拍预测控制算法展开研究,主要工作包括:基于永磁同步电机的基本结构,建立三相静止坐标下的数学模型,接着通过Clark变换和Park变换得到其在两相同步旋转坐标系下的数学模型。介绍了永磁同步电机矢量控制的工作原理以及其中的空间矢量脉宽调制模块的实现方法。基于永磁同步电机两相同步旋转坐标系上的电流模型,设计了无差拍电流预测控制器。针对无差拍电流预测控制易受模型参数影响的缺点,采用一种滑模扰动观测器来对参数不匹配情况下的扰动进行估计补偿,并对观测器的稳定性进行了分析。仿真结果表明,该方法可有效提高电流控制器对参数的鲁棒性。然后...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电机d、q轴电流响应
浙江工业大学硕士学位论文26图3-3电机转速响应Figure3-3.Motorspeedresponse图3-4电机ABC三相电流Figure3-4.MotorABCthree-phasecurrent从图3-2可以看出，由于无差拍电流预测控制算法存在一拍采样延时。所以，在0.2s突加负载转矩时q轴电流并不是立马发生突变达到给定值，而是在0.202s时开始发生变化，接着在0.202s到0.205s之间q轴电流以最快的速度跟踪达到给定值并稳定下来，而d轴定子电流始终跟随着d轴参考电流*0di=。从图3-3可以看出，电机实际转速很快的跟踪上了给定参考转速，并且几乎不存在超调，在0.2s突加负载转矩时转速出现下降，接着再次迅速跟踪上了参考转速。同时，可以看到电机的三相电流ABC的正弦度很高，稳态性能良好，整个永磁同步电机系统的控制性能具有很好的效果。
浙江工业大学硕士学位论文26图3-3电机转速响应Figure3-3.Motorspeedresponse图3-4电机ABC三相电流Figure3-4.MotorABCthree-phasecurrent从图3-2可以看出，由于无差拍电流预测控制算法存在一拍采样延时。所以，在0.2s突加负载转矩时q轴电流并不是立马发生突变达到给定值，而是在0.202s时开始发生变化，接着在0.202s到0.205s之间q轴电流以最快的速度跟踪达到给定值并稳定下来，而d轴定子电流始终跟随着d轴参考电流*0di=。从图3-3可以看出，电机实际转速很快的跟踪上了给定参考转速，并且几乎不存在超调，在0.2s突加负载转矩时转速出现下降，接着再次迅速跟踪上了参考转速。同时，可以看到电机的三相电流ABC的正弦度很高，稳态性能良好，整个永磁同步电机系统的控制性能具有很好的效果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁同步电机自适应模糊滑模鲁棒无源控制[J]. 张懿,韦汉培,魏海峰,储建华,彭艳. 电机与控制学报. 2019(09)
[2]感应电机低采样频率的磁链观测器离散化模型研究[J]. 李杰,詹榕,宋文祥. 电工技术学报. 2019(15)
[3]基于模糊PI的永磁同步电机电流预测控制[J]. 吴敏,肖伸平,张晓虎,董新勇. 电工技术. 2019(03)
[4]基于内模干扰观测器的永磁同步直线电机无差拍电流预测控制方法[J]. 尹忠刚,白聪,杜超,刘静. 电工技术学报. 2018(24)
[5]基于滑模变结构的永磁同步电机直接转矩控制[J]. 吕刚震,郝润科,黄家豪. 电子测量技术. 2018(21)
[6]变切换线Bang-Bang变结构控制及在调平系统中的应用[J]. 田春鹏,宿浩,王鲁昆,徐朝阳,唐功友. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2018(08)
[7]永磁同步电机三矢量低开关频率模型预测控制研究[J]. 姚骏,刘瑞阔,尹潇. 电工技术学报. 2018(13)
[8]基于Elman神经网络的永磁直线同步电机互补滑模控制[J]. 赵希梅,金鸿雁. 电工技术学报. 2018(05)
[9]基于龙伯格扰动观测器的永磁同步电机PWM电流预测控制[J]. 薛峰,储建华,魏海峰. 电机与控制应用. 2017(11)
[10]基于无差拍预测控制和扰动观测器的永磁同步电机电流控制[J]. 孙静,刘旭东. 电机与控制应用. 2017(10)
硕士论文
[1]我国新能源汽车推广路径及模式研究[D]. 武守喜.吉林大学 2019
[2]基于自适应扰动观测器的永磁同步直线电机无差拍预测电流控制研究[D]. 王立俊.安徽大学 2019
[3]永磁同步电动机预测控制策略研究[D]. 高帅军.郑州大学 2019
[4]永磁同步电机电流预测控制策略研究[D]. 云献睿.中国矿业大学 2019
[5]永磁同步电机调速系统预测电流控制研究[D]. 韩钟辉.中国矿业大学 2019
[6]永磁同步电机弱磁控制策略的研究与实现[D]. 朱奥辞.天津理工大学 2019
[7]基于滑模控制的多永磁同步电机同步控制研究[D]. 陆晟波.浙江工业大学 2019
[8]永磁同步电机控制策略优化研究[D]. 鲁光旭.哈尔滨工程大学 2019
[9]永磁同步电机无差拍电流预测控制研究[D]. 王戈.西安理工大学 2018
[10]基于SPC 1068的永磁同步电机伺服控制系统设计[D]. 边顺甬.东南大学 2018
本文编号：3056551
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电机d、q轴电流响应
浙江工业大学硕士学位论文26图3-3电机转速响应Figure3-3.Motorspeedresponse图3-4电机ABC三相电流Figure3-4.MotorABCthree-phasecurrent从图3-2可以看出，由于无差拍电流预测控制算法存在一拍采样延时。所以，在0.2s突加负载转矩时q轴电流并不是立马发生突变达到给定值，而是在0.202s时开始发生变化，接着在0.202s到0.205s之间q轴电流以最快的速度跟踪达到给定值并稳定下来，而d轴定子电流始终跟随着d轴参考电流*0di=。从图3-3可以看出，电机实际转速很快的跟踪上了给定参考转速，并且几乎不存在超调，在0.2s突加负载转矩时转速出现下降，接着再次迅速跟踪上了参考转速。同时，可以看到电机的三相电流ABC的正弦度很高，稳态性能良好，整个永磁同步电机系统的控制性能具有很好的效果。
浙江工业大学硕士学位论文26图3-3电机转速响应Figure3-3.Motorspeedresponse图3-4电机ABC三相电流Figure3-4.MotorABCthree-phasecurrent从图3-2可以看出，由于无差拍电流预测控制算法存在一拍采样延时。所以，在0.2s突加负载转矩时q轴电流并不是立马发生突变达到给定值，而是在0.202s时开始发生变化，接着在0.202s到0.205s之间q轴电流以最快的速度跟踪达到给定值并稳定下来，而d轴定子电流始终跟随着d轴参考电流*0di=。从图3-3可以看出，电机实际转速很快的跟踪上了给定参考转速，并且几乎不存在超调，在0.2s突加负载转矩时转速出现下降，接着再次迅速跟踪上了参考转速。同时，可以看到电机的三相电流ABC的正弦度很高，稳态性能良好，整个永磁同步电机系统的控制性能具有很好的效果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁同步电机自适应模糊滑模鲁棒无源控制[J]. 张懿,韦汉培,魏海峰,储建华,彭艳. 电机与控制学报. 2019(09)
[2]感应电机低采样频率的磁链观测器离散化模型研究[J]. 李杰,詹榕,宋文祥. 电工技术学报. 2019(15)
[3]基于模糊PI的永磁同步电机电流预测控制[J]. 吴敏,肖伸平,张晓虎,董新勇. 电工技术. 2019(03)
[4]基于内模干扰观测器的永磁同步直线电机无差拍电流预测控制方法[J]. 尹忠刚,白聪,杜超,刘静. 电工技术学报. 2018(24)
[5]基于滑模变结构的永磁同步电机直接转矩控制[J]. 吕刚震,郝润科,黄家豪. 电子测量技术. 2018(21)
[6]变切换线Bang-Bang变结构控制及在调平系统中的应用[J]. 田春鹏,宿浩,王鲁昆,徐朝阳,唐功友. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2018(08)
[7]永磁同步电机三矢量低开关频率模型预测控制研究[J]. 姚骏,刘瑞阔,尹潇. 电工技术学报. 2018(13)
[8]基于Elman神经网络的永磁直线同步电机互补滑模控制[J]. 赵希梅,金鸿雁. 电工技术学报. 2018(05)
[9]基于龙伯格扰动观测器的永磁同步电机PWM电流预测控制[J]. 薛峰,储建华,魏海峰. 电机与控制应用. 2017(11)
[10]基于无差拍预测控制和扰动观测器的永磁同步电机电流控制[J]. 孙静,刘旭东. 电机与控制应用. 2017(10)
硕士论文
[1]我国新能源汽车推广路径及模式研究[D]. 武守喜.吉林大学 2019
[2]基于自适应扰动观测器的永磁同步直线电机无差拍预测电流控制研究[D]. 王立俊.安徽大学 2019
[3]永磁同步电动机预测控制策略研究[D]. 高帅军.郑州大学 2019
[4]永磁同步电机电流预测控制策略研究[D]. 云献睿.中国矿业大学 2019
[5]永磁同步电机调速系统预测电流控制研究[D]. 韩钟辉.中国矿业大学 2019
[6]永磁同步电机弱磁控制策略的研究与实现[D]. 朱奥辞.天津理工大学 2019
[7]基于滑模控制的多永磁同步电机同步控制研究[D]. 陆晟波.浙江工业大学 2019
[8]永磁同步电机控制策略优化研究[D]. 鲁光旭.哈尔滨工程大学 2019
[9]永磁同步电机无差拍电流预测控制研究[D]. 王戈.西安理工大学 2018
[10]基于SPC 1068的永磁同步电机伺服控制系统设计[D]. 边顺甬.东南大学 2018
本文编号：3056551
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