永磁同步电机二阶互补滑模速度控制
发布时间：2020-08-31 17:53
随着计算机技术和电力电子技术的发展,交流伺服控制技术在日常生产生活和工业生产制造中的应用越来越广泛。然而在实际应用的过程中,伺服控制系统中总是存在各种不确定干扰,传统PI控制算法已无法满足系统高精度动、静态响应要求。探索新的强鲁棒性控制策略已成为当前研究重点。本文针对永磁同步电机的速度控制,提出了一种二阶互补滑模速度控制策略,以增强速度环的鲁棒性,削弱速度控制器的输出控制量的抖振,提高电流环的响应性能和速度调节性能。具体研究内容及结论如下:首先,滑模控制凭其强鲁棒性优点成为本文选用控制方案。方案具体包括三部分内容.:互补滑模控制算法;二阶滑模控制算法及二阶互补滑模复合控制算法。在互补滑模控制系统部分,详细地阐述了互补滑模控制的原理及数学描述;证明了相比于传统滑模控制,互补滑模控制至少可使稳态误差减少一半;并且把该算法与PI控制进行了对比,得出互补滑模系统具有强鲁棒性。然而互补滑模控制系统存在固有的高频“抖振”,互补滑模强鲁棒性是以牺牲系统“抖振”来换取的。因此,削弱系统“抖振”是亟待解决的问题。二阶滑模是最简单的高阶滑模,当系统滑模量S关于控制输入u的相对阶为1时,输入控制量的导数中含有不连续切换逻辑,控制量本身是不连续切换逻辑的积分,故而控制量是连续的,从而削弱“抖振”现象。结合互补滑模控制和二阶滑模控制,提出二阶互补滑模控制策略,以满足控制系统强鲁棒性要求,同时削弱系统“抖振”。其次,把所提出的二阶互补滑模控制策略应用于永磁同步电机速度伺服系统中。根据电机数学模型及矢量控制的基本原理搭建MATLAB/Simulink系统仿真模型。针对系统参数摄动及负载扰动对系统性能的影响,设计仿真实验进行比较分析。结果表明:所提出的控制方法,在提高了伺服系统鲁棒性的同时也削弱了高频“抖振”。最后,本文将互补滑模控制算法、二阶滑模控制算法分别应用于永磁同步电机实验控制平台上,编写C语言控制程序,验证所设计算法在实际系统中的效果。实验分析结果表明:互补滑模控制算法的强鲁棒性,及二阶滑模控制对系统高频“抖振”的有效削弱。
【学位单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM341
【部分图文】：
图２－１邋ＰＭＳＭ转子结构图逡逑
图２－２面装式ＰＭＳＭ逡逑
组中产生一个旋转的空间磁场，而嵌在转子上永磁体也产生一个磁场，定转子磁逡逑场之间相互作用使电机转子运动起来，最终达到转速同步。本文采用面装式逡逑ＰＭＳＭ作为研宄对象，面装式ＰＭＳＭ如图２－２所示。逡逑［：：ａ覆逡逑ＨＩＢＢｍ逡逑图２－２面装式ＰＭＳＭ逡逑分析研宄对象ＰＭＳＭ的特点，建立ＰＭＳＭ的数学模型，忽略对系统影响较逡逑小的因素。本文假设：不考虑磁路饱和、磁滞和涡流损耗对电机的影响，认为磁逡逑路是线性的；忽略电机制造由于工艺限制或模具误差，认为实际与理论符合，即逡逑定子三相绕组是对称分布的；认为转子上无阻尼；认为电机定子电动势波形是正逡逑弦曲线，三相磁场也呈正弦波形变化，高次谐波的影响可忽略。逡逑在上述假设下，面装式ＰＭＳＭ简化后的物理模型如图２－３所示。其中６、逡逑ｃ为三相定子绕组轴线，在空间上互差１２０度，／１为定子电流空间矢量，卩＾为逡逑转子永磁体磁链。逡逑S缅义贤迹玻冲澹校停樱偷募蚧锢砟Ｐ湾义希峰义
本文编号：2809138
【学位单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM341
【部分图文】：
图２－１邋ＰＭＳＭ转子结构图逡逑
图２－２面装式ＰＭＳＭ逡逑
组中产生一个旋转的空间磁场，而嵌在转子上永磁体也产生一个磁场，定转子磁逡逑场之间相互作用使电机转子运动起来，最终达到转速同步。本文采用面装式逡逑ＰＭＳＭ作为研宄对象，面装式ＰＭＳＭ如图２－２所示。逡逑［：：ａ覆逡逑ＨＩＢＢｍ逡逑图２－２面装式ＰＭＳＭ逡逑分析研宄对象ＰＭＳＭ的特点，建立ＰＭＳＭ的数学模型，忽略对系统影响较逡逑小的因素。本文假设：不考虑磁路饱和、磁滞和涡流损耗对电机的影响，认为磁逡逑路是线性的；忽略电机制造由于工艺限制或模具误差，认为实际与理论符合，即逡逑定子三相绕组是对称分布的；认为转子上无阻尼；认为电机定子电动势波形是正逡逑弦曲线，三相磁场也呈正弦波形变化，高次谐波的影响可忽略。逡逑在上述假设下，面装式ＰＭＳＭ简化后的物理模型如图２－３所示。其中６、逡逑ｃ为三相定子绕组轴线，在空间上互差１２０度，／１为定子电流空间矢量，卩＾为逡逑转子永磁体磁链。逡逑S缅义贤迹玻冲澹校停樱偷募蚧锢砟Ｐ湾义希峰义
本文编号：2809138
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2809138.html
教材专著
