基于状态观测器的PMSM自适应鲁棒控制

发布时间：2023-10-28 17:12

　　永磁同步电机(PMSM)调速系统作为一个非线性强耦合系统,其电机的参数随外界环境的变化产生的摄动是不可忽视的,并且一些不确定因素产生的干扰(负载转矩的变化以及未建模动态的影响)使控制系统实际性能达不到理想精度。因此,迫切需要对PMSM调速系统进行在复杂干扰情况下的鲁棒控制研究。本文首先阐述了PMSM的发展历史和调速系统的国内外的研究现状。随后介绍了PMSM的机械结构并研究了其在旋转坐标系下的数学模型,根据数学模型给出了PMSM的矢量控制方法。然后,针对PMSM控制系统转动惯量未知和参数扰动问题,本文提出了一种基于转动惯量识别的PMSM自适应反步速度控制方法。首先,基于扰动观测器的转动惯量在线识别方法,在线识别PMSM转动惯量值。其次,针对电机参数扰动,结合所识别的转动惯量值,根据Lyapunov稳定性定理设计负载转矩自适应律和反步控制律。再者,针对PMSM多参数不确定情况,本文提出了一种基于线性扩张状态观测器(LESO)的弱抖振自适应滑模反步控制方法。首先,为了补偿速度方程中由于参数不确定和外部扰动造成的复合干扰,建立速度环LESO,提高反步推导过程中虚拟控制律设计准确度。进一步,为了...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 PMSM控制系统国内外研究历史与现状
    1.3 本文的主要贡献与创新
    1.4 本论文的结构安排
第二章 PMSM数学模型及其矢量控制原理
    2.1 PMSM机械结构
    2.2 PMSM数学模型
        2.2.1 坐标变换
        2.2.2 旋转坐标系下的 PMSM 数学模型
    2.3 PMSM矢量控制原理
        2.3.1 SVPWM调制技术
        2.3.2 逆变器开关状态和基本电压矢量
        2.3.3 SVPWM算法实现
    2.4 本章小结
第三章 基于转动惯量识别的PMSM自适应反步控制研究
    3.1 PMSM转动惯量识别
    3.2 自适应反步控制器
    3.3 基于非线性项估计的改进自适应反步控制器
    3.4 仿真结果及分析
    3.5 本章小结
第四章 基于ESO的 PMSM自适应滑模反步控制
    4.1 复杂干扰下的PMSM系统数学模型
    4.2 基于ESO的自适应滑模反步控制器设计
        4.2.1 速度环LESO设计
        4.2.2 电流环LESO设计
        4.2.3 自适应反步滑模控制器设计
    4.3 仿真建模分析
    4.4 本章小结
第五章 基于dSPACE的自适应反步控制半实物仿真研究
    5.1 基于dSPACE的 PMSM控制系统半实物仿真平台搭建
        5.1.1 RCP系统结构
        5.1.2 平台设计及参数
        5.1.3 硬件配置及相关模块介绍
        5.1.4 MATLAB内保护模块设计
    5.2 基于转动惯量识别的PMSM反步控制实验结果
    5.3 基于ESO的 PMSM自适应滑模反步控制
    5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3857422