消除权重因子的三相异步电动机改进模型预测转矩控制

发布时间：2024-06-02 22:28

　　在电力传动领域,异步电机具有明显的高性价比优势,市场应用很广。模型预测控制具有原理简单、建模方便和容易处理非线性约束等优势,被广泛应用于电机控制领域。本文对异步电机的模型预测控制开展研究工作。首先阐述了三相交流系统的坐标变换理论以及不同坐标系下的异步电动机数学模型,介绍了传统模型预测转矩控制策略和消权模型预测转矩控制的方案与算法实现。针对异步电机模型预测转矩控制中权重系数设计困难的问题,研究了一种基于虚拟转矩的消权模型预测转矩控制策略,通过定义虚拟转矩的方式,将传统模型预测转矩控制中同时对转矩误差和磁链误差进行控制,转化成对转矩误差的控制,强制目标函数中的控制变量一致,从而达到了消除权重因子的目标,简化了控制器的参数整定。搭建了异步电机消权模型预测转矩控制仿真模型和异步电机传统模型预测转矩控制仿真模型,通过对两种方案进行对比仿真,验证了本文中控制方案的正确性和有效性。最后,搭建了以TMS320F28335DSP为控制核心的实验样机,对消权模型预测转矩控制策略进行实验验证。结果表明,本文控制方案无需设计权重因子依然可以满足系统的调速要求。

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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1 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 模型预测控制研究现状
        1.2.1 模型预测电流控制研究现状
        1.2.2 模型预测转矩控制研究现状
    1.3 本文拟解决的问题及主要研究内容
2 异步电机数学模型及直接转矩控制理论
    2.1 异步电机直接转矩控制系统的数学模型
        2.1.1 坐标变换理论
        2.1.2 异步电机在三相坐标系的数学模型
        2.1.3 两相静止坐标系的异步电机数学模型
    2.2 异步电机直接转矩控制理论
        2.2.1 异步电机直接转矩控制理论
        2.2.2 直接转矩控制的基本结构
    2.3 本章小结
3 异步电机模型预测转矩控制方案
    3.1 传统模型预测转矩控制方案
        3.1.1 传统模型预测控制的设计方案
        3.1.2 传统模型预测控制的基本原理与算法实现
    3.2 消除权重因子的模型预测转矩控制方案
        3.2.1 消除权重因子的模型预测转矩控制设计方案
        3.2.2 消除权重因子的模型预测转矩控制的基本原理与算法实现
    3.3 本章小结
4 异步电机模型预测转矩控制仿真分析
    4.1 异步电机模型预测转矩控制仿真模型
    4.2 模型预测转矩控制仿真结果分析
        4.2.1 两种方案稳态性能的仿真结果分析
        4.2.2 两种方案动态性能的仿真结果分析
    4.3 本章小结
5 异步电机模型预测转矩控制实验分析
    5.1 异步电机模型预测控制实验平台介绍
    5.2 异步电机模型预测转矩控制软件设计
    5.3 异步电机模型预测转矩控制实验结果及分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果及奖励



本文编号：3987801