基于电压矢量快速筛选的永磁同步电机改进预测转矩控制

发布时间：2023-11-24 18:59

　　永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machine,PMSM)具有体积小、功率密度大、效率高、可靠性高等优点,广泛应用于交流调速系统中,具有良好的应用前景。但在不同的应用场合,对电机的控制要求完全不同。汽车驱动系统,要求主驱电机大转矩、宽调速、高功率密度等。在智能机器人伺服领域,高精度、高可靠性、快响应性则是衡量机器人伺服系统性能的重要标准。随着对电机控制性能更高更苛刻的要求,传统的PI控制有时已无法完全满足控制需求。模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)作为一种先进的控制策略,具有原理简单、多变量约束处理方便等优点,近年来受到了广大学者的关注。然而,到目前为止模型预测控制只是在过程控制领域取得了广泛应用,在电机控制中的研究还比较少。因此,深入研究永磁同步电机的模型预测控制具有重要的意义与工程实用价值。本文以一台三相永磁同步电机为研究对象,详细介绍了模型预测控制方法,并针对模型预测控制目前存在的缺点进行了详细分析,并提出了改进,主要研究内容如下:(1)阐述了三相永磁同步电机的基本结构和工作原理。详细推导了永磁同步电机...

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    §1.1 课题研究背景和意义
    §1.2 电动汽车驱动系统
    §1.3 永磁同步电机控制方式
        §1.3.1 矢量控制
        §1.3.2 直接转矩控制
        §1.3.3 模型预测控制
    §1.4 模型预测控制研究现状
    §1.5 本文主要研究内容和结构安排
第二章 永磁同步电机工作原理和数学模型
    §2.1 永磁同步电机基本结构
    §2.2 定子坐标系下的永磁同步电机数学模型
        §2.2.1 电压矢量方程
        §2.2.2 定子磁链矢量方程
        §2.2.3 电磁转矩矢量方程
        §2.2.4 机械运动方程
    §2.3 转子坐标系下的永磁同步电机数学模型
    §2.4 转子坐标系下永磁同步电机本体仿真模型
    §2.5 本章小结
第三章 永磁同步电机模型预测控制
    §3.1 模型预测控制
        §3.1.1 预测模型
        §3.1.2 滚动优化
        §3.1.3 反馈校正
    §3.2 模型预测控制在永磁同步电机中的应用
        §3.2.1 永磁同步电机预测电流控制(MPCC)
        §3.2.2 永磁同步电机预测转矩控制(MPTC)
        §3.2.3 永磁同步电机预测磁链控制(MPFC)
    §3.3 MPCC、MPTC、MPFC分析对比
    §3.4 本章小结
第四章 电压矢量快速筛选和占空比相结合的改进预测转矩控制
    §4.1 引言
    §4.2 有限集预测直接转矩控制及无差拍预测转矩控制
        §4.2.1 有限集预测直接转矩控制（FCS-PDTC）
        §4.2.2 无差拍预测转矩控制（PTC-DB）
        §4.2.3 仿真分析
    §4.3 基于电压矢量快速筛选的永磁同步电机改进预测转矩控制
        §4.3.1 传统模型预测转矩控制
        §4.3.2 改进模型预测转矩控制
        §4.3.3 改进的模型预测转矩控制仿真分析
        §4.3.4 改进预测转矩控制实验验证
    §4.4 基于电压矢量快速筛选的永磁同步电机预测控制统一理论
    §4.5 本章小结
第五章 永磁同步电机驱动系统软硬件设计
    §5.1 d SPACE简介
    §5.2 功率电路
    §5.3 控制电路
        §5.3.1 电压采样电路设计
        §5.3.2 电流采样电路设计
        §5.3.3 位置信号采样电路设计
        §5.3.4 过流保护电路
    §5.4 基于d SPACE的电机控制系统实验开发步骤
    §5.5 DSP简介
    §5.6 DSP控制电路
        §5.6.1 电源电路设计
        §5.6.2 GPIO电平转换及驱动电路设计
        §5.6.3 A/D输入前端处理电路设计
    §5.7 DSP实验平台
    §5.8 本章小结
第六章 总结与展望
    §6.1 全文总结
    §6.2 课题展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的学术成果



本文编号：3866404