基于惯量辨识的永磁同步电机自抗扰控制策略研究

发布时间：2023-05-31 01:09

　　永磁同步电机因其启动转矩高,功率密度大,过载能力强等优点,近年来被广泛的应用在高性能控制领域中。但因其本身是一个非线性、强耦合的时变系统,在工况严苛且模型参数易变的内外干扰下,需要其控制算法具备高度的抗扰性能,以保证控制系统具有优良的动静态特性。基于此,本文重点对自抗扰控制技术展开研究,结合转动惯量辨识方法为永磁同步电机设计了高性能的控制算法,提高了控制系统的鲁棒性。首先,本文结合坐标变换对PMSM进行数学建模,实现了被控对象的初步降阶和解耦;对矢量控制策略进行论述,采用di=0的矢量控制方案实现了被控对象的完全解耦;对SVPWM调制技术的实现过程和自抗扰控制理论进行阐述,通过仿真对比LADRC和NLADRC的跟随性能和抗扰性能,总结二者的优缺点,确定本文的研究方案。其次,根据PMSM的状态方程和速度输出方程,结合线性自抗扰控制策略,为PMSM系统设计了二阶自抗扰控制器,详细阐述了控制器各个部分的实现过程以及可调参数的整定方向,对控制器的稳定性进行理论分析,并通过仿真与传统PI控制进行比较,来验证控制算法的控制效果。最后,考虑到复杂工况下,转动惯量值改变会恶化系统的动态特性,本文先后通...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 永磁同步电机控制策略的研究现状
    1.3 自抗扰控制技术的研究现状
    1.4 转动惯量辨识的研究现状
        1.4.1 离线辨识算法
        1.4.2 在线辨识算法
    1.5 本文主要研究内容
第2章 永磁同步电机数学模型及自抗扰控制
    2.1 引言
    2.2 永磁同步电机数学模型
        2.2.1 三相静止坐标系数学模型
        2.2.2 坐标变换
        2.2.3 同步旋转坐标系数学模型
    2.3 矢量控制
    2.4 SVPWM调制技术
    2.5 自抗扰控制
        2.5.1 非线性自抗扰控制
        2.5.2 线性自抗扰控制
    2.6 本章小结
第3章 永磁同步电机自抗扰控制器设计
    3.1 引言
    3.2 二阶自抗扰控制器设计
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 非线性跟踪微分器
        3.2.3 扩张状态观测器
        3.2.4 线性状态误差反馈律
    3.3 二阶自抗扰控制器参数整定
    3.4 二阶自抗扰控制器稳定性分析
    3.5 仿真分析
    3.6 本章小结
第4章 转动惯量辨识研究
    4.1 引言
    4.2 转动惯量变化对控制系统稳定性能的影响
    4.3 递推最小二乘法辨识转动惯量
        4.3.1 递推最小二乘法原理
        4.3.2 递推最小二乘法辨识算法
        4.3.3 遗忘因子递推最小二乘法辨识算法
    4.4 朗道离散递推法辨识转动惯量
        4.4.1 朗道离散递推辨识原理
        4.4.2 朗道离散递推辨识算法
        4.4.3 变增益系数的朗道离散递推辨识算法
        4.4.4 两种辨识算法对比仿真分析
    4.5 永磁同步电机自抗扰控制系统仿真
        4.5.1 转动惯量变化对控制系统影响的仿真分析
        4.5.2 永磁同步电机自抗扰控制系统整体仿真分析
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3825390