基于旋转变压器的永磁同步电机矢量控制

发布时间：2017-11-22 09:27

  本文关键词：基于旋转变压器的永磁同步电机矢量控制

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【摘要】：近年来,随着电力半导体材料的高速发展、微型控制器以及数字信号处理器的价格不断降低、以铷铁硼为永磁材料的高性能电机制造技术的提高和现代控制工程的飞速发展,永磁同步电机在运动伺服控制领域逐渐取代步进电机,成为伺服控制的新方向,其组成的电气传动伺服系统,在工业自动化、农业自动化以及航空航天等高科技领域发挥的作用越来越大。然而由于永磁同步电机自身结构的原因,其电机参数容易受加工离散率的影响,同时,负载的扰动、传感器自身的噪声也会影响伺服系统的动态性能。针对这个问题,本文提出一种新的控制策略,能够有效提高伺服系统的动态性能。首先,根据永磁同步电机的工作原理建立三相静止坐标系下的数学模型,通过相应的变换得到它在两相旋转坐标系(d-q坐标系)下的数学模型,由此可以把三相电流模型进行解耦,得到励磁电流id和转矩电流iq。由于id=0的控制方式简单,性能较好,因此选定此控制方式作为矢量控制策略。然后详细分析了永磁同步电机伺服系统各组成部分的数学模型,按照PID调节器的工程设计方法,完成电流环、速度环的设计,并对系统进行了matlab仿真。针对永磁同步电机的转子需要高精度定位的问题,采用旋转变压器作为位置检测单元,通过AD2S1210解码芯片搭建的解码电路得到转子的精确角位置信息。由于AD2S1210的解码精度较高,如果采用查表法则浪费大量的资源,因此本文提出改进的CORDIC算法来求解sin和cos超越函数,从而得到理想的效果。最后对永磁同步电机矢量控制进行硬件设计,搭建控制实验平台,验证了上述控制理论算法的有效性。
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM341

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本文编号：1214247