基于EMPC的内置式永磁同步电机矢量控制技术研究

发布时间：2022-10-20 13:16

　　内置式永磁同步电机（IPMSM）具有体积小,功率密度大,带载能力强等优点,因此在电动车领域得到了广泛的应用。永磁同步电机处理高性能的控制应用过程中,矢量控制技术长期占据主导地位。模型预测控制（MPC）因为具有优秀的动态性能,在工业上得到了广泛的应用,但由于难以克服算法本身计算量大的问题,长期以来限制了其在电机驱动领域上的应用。显式模型预测控制（EMPC）以线下计算优化过程的方式,减少算法本身的计算量,由于具备简便的控制器性能调优方式、强大约束处理能力,在提升IPMSM动态性能具有重要意义。本文以IPMSM为研究对象,对EMPC算法进行如下的研究:首先,建立IPMSM的数学模型,简要阐述矢量控制技术,针对数学模型非线性问题,将ω_ei_d、ω_ei_q、i_di_q三个耦合项转化为可测扰动量,实现IPMSM数学模型线性化。针对数学模型的线性化和矢量控制技术的控制要求,选取恰当的状态变量,建立EMPC预测模型。其次,为解决MPC线上处理优化问题导致计算量过大的问题,详细推... 

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 永磁同步电机矢量控制策略研究现状
    1.3 模型预测控制策略国内外研究现状
    1.4 本文研究的主要内容
第二章 IPMSM数学建模及预测模型建立
    2.1 引言
    2.2 IPMSM数学模型建立
    2.3 IPMSM的矢量控制技术
    2.4 EMPC预测模型建立
    2.5 本章小结
第三章 IPMSM显式模型预测控制策略分析
    3.1 引言
    3.2 EMPC控制器设计
        3.2.1 EMPC问题描述
        3.2.2 EMPC约束处理
        3.2.3 负载转矩观测器设计
    3.3 EMPC参数整定
    3.4 IPMSM全速域仿真结果及分析
    3.5 本章小结
第四章 恒功率区电流静差分析及改进
    4.1 引言
    4.2 恒功率区直轴电流静差分析
    4.3 EMPC预测模型的改进
        4.3.1 电压补偿方程及改进预测模型的建立
        4.3.2 EMPC改进模型约束处理
        4.3.3 EMPC改进模型的闭环极点研究
    4.4 IPMSM恒功率区仿真结果及分析
    4.5 本章小结
第五章 EMPC控制器的软硬件实现
    5.1 引言
    5.2 IPMSM硬件电路设计
        5.2.1 功率电路
        5.2.2 控制电路
    5.3 EMPC软件设计
        5.3.1 主程序
        5.3.2 EMPC中断程序
    5.4 EMPC仿真结果分析
        5.4.1 PI调节器对比实验
        5.4.2 阶跃响应
        5.4.3 高阶速度响应
        5.4.4 弱磁响应
        5.4.5 直轴电流静差改进策略
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3694586