永磁同步电机无传感器控制和混沌控制的研究

发布时间：2021-10-26 00:50

　　永磁同步电机（PMSM）因其具有电机功率密度高、工作效率高、惯性低、体积小以及有效节省能源等显著的性能优点,使其在我国风力发电、航空航天、柔性制造以及船舶制造行业等高性能伺服控制领域的应用中得到极为普遍的推广。目前,永磁同步电机常用的有应用最为广泛的矢量控制和转矩响应更快的直接转矩控制。但传感器的存在也给其带来了诸多不便限制,一方面增加了系统的复杂程度,导致制造成本大幅度上升,另一方面致使电机系统在运行时的稳定性降低。无传感器技术通过控制算法采集转子位置信息参数,对电机的转子信息进行较为准确的检测,避免了传感器的安装造成的系统失准问题。永磁同步电机是一种非常复杂且典型的非线性系统,在电机运行于某一特殊的工作条件下时,就会出现不规则运动,这是一种典型的混沌现象。这种现象将会对电机带来危害,包括转速和转矩的剧烈震荡,电流噪声等,甚至可能危及电机的负载。因此,本文对PMSM的无传感器控制技术和混沌控制技术进行了研究。本文的主要研究内容如下:（1）建立了PMSM的数学模型,对其坐标变换的相关原理做出基本分析,随后对永磁同步电机的混沌模型进行了推导,对端口受控耗散哈密顿系统的基本理论进行了分析和... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 无传感器控制的研究现状
        1.2.2 混沌控制的研究现状
    1.3 论文的主要研究内容
2 永磁同步电机的数学模型
    2.1 引言
    2.2 坐标变换
    2.3 永磁同步电机的数学模型
        2.3.1 三相ABC静止坐标系下PMSM的数学模型
        2.3.2 两相αβ静止坐标系下PMSM的数学模型
        2.3.3 两相dq旋转坐标系下PMSM的数学模型
    2.4 永磁同步电机的混沌模型
        2.4.1 洛伦兹模型
        2.4.2 耗散系统理论
    2.5 小结
3 基于自适应滑模观测器的无传感器控制技术
    3.1 引言
    3.2 滑模变结构控制原理
        3.2.1 滑模变结构基本理论
        3.2.2 滑模变结构的性能分析
    3.3 传统滑模观测器的基本构成
        3.3.1 滑模观测器的设计
        3.3.2 一阶低通滤波器
        3.3.3 转子位置和转速的提取
    3.4 滑模观测器的改进策略
        3.4.1 基于双曲正切函数的滑模观测器
        3.4.2 自适应滑模观测器的增益设计
        3.4.3 基于锁相环原理的转子位置估算
        3.4.4 改进滑模观测器鲁棒性分析
    3.5 仿真验证与结果分析
    3.6 小结
4 基于端口受控耗散哈密顿模型的永磁同步电机混沌系统观测器设计
    4.1 端口受控耗散哈密顿系统的基本理论
        4.1.1 端口受控耗散哈密顿系统
        4.1.2 端口受控耗散哈密顿系统的无源控制理论
    4.2 永磁同步电机的端口受控哈密顿模型
    4.3 端口受控耗散哈密顿系统自适应观测器设计
    4.4 仿真验证与结果分析
    4.5 小结
5 基于端口受控耗散哈密顿实现的永磁同步电机混沌控制的研究
    5.1 永磁同步电机自适应滑模变结构混沌控制器设计
        5.1.1 自适应滑模变结构混沌控制器设计
        5.1.2 自适应滑模变结构控制器的稳定性证明
    5.2 滑模变结构——耗散哈密顿混合混沌控制设计
    5.3 仿真验证与结果分析
    5.4 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3458497