自抗扰控制技术在永磁同步电机调速系统中的应用

发布时间：2024-02-04 07:24

　　近年来,永磁同步电机以其高功率密度、结构简单以及高可靠性等优点,在交流调速领域得到了广泛的应用。对于永磁同步电机调速系统,有两方面内容值得研究:无传感器控制技术和控制算法。针对无传感器控制技术,本文利用自抗扰控制技术中的扩张状态观测器对反电动势进行估计,并从中解算出转子位置和转速信息,为永磁同步电机提供了一种新的转速估计算法;针对控制算法,本文利用自抗扰控制器对模型不确定性和扰动鲁棒性极强的特点,为永磁同步电机设计了四种自抗扰控制算法,提高了调速系统的鲁棒性。首先,为了后文进行无传感器控制和控制算法的研究,本文介绍了永磁同步电机在三类坐标系(分别是ABC自然坐标系、α-β静止坐标系和d-同步旋转坐标系)下的数学模型,分析了 id = 0矢量控制的基本原理和框架结构,阐述了自抗扰控制技术的组成和实现细节。其次,针对永磁同步电机无传感器控制,本文设计了基于扩张状态观测器的转子位置和转速估计算法,并与常用的滑模观测器法进行了对比。将永磁同步电机α-β静止坐标系下的电流方程作为参考,将其中的反电动势项扩张成为一个新的状态,利用扩张状态观测器对其进行实时估计,然后设计了锁相环系统,从估计得到的反...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１永磁同步电机转子结构??

不仅降低了能耗，同时也省去了集电环和电刷等容易出故障的模块，??使得ＰＭＳＭ的可靠性进一步提高。根据转子上永磁体安装方式的不同，可以将??ＰＭＳＭ的转子结构可以分为面贴式和内埋式两种，如图２．１所示。??面贴式?内埋式??图２．１永磁同步电机转子结构??对于面贴式永磁同步电机（Ｓ....

图２．２三大坐标系之间的关系??

２．１．２坐标变换理论??为了实现磁场定向控制，需要将自然坐标系下的ＰＭＳＭ数学模型变换到静??止坐标系下和同步旋转坐标系下，它们之间的坐标关系如图２．２所示。其中，人ＢＣ??为自然坐标系，ｃｔ?－为静止坐标系，为同步旋转坐标系。??＜１?Ｐ??Ｃ??图２．２三大坐标系之间的关系....

图２．３永磁同步电机电压等效电路??

流；凡是定子电阻；Ｌｄ、Ｌ＜Ｊ分别是ｄ－ｇ轴的电感分量，且满足＝?ｋ?＝心；??＆是电角速度；Ｖ＞／代表永磁体磁链。??根据式（２．２１）可以得出如图２．３所示的电压等效电路。从图２．３中可以看出，??ＰＭＳＭ的数学模型实现了完全解耦。??Ｉ?Ｒ?｜?ｒ＾ｉ?｜?Ｒ?｜??Ｕｄ＾....

图２．４永磁同步电机＝?０矢量控制框图??

调速系统要求转速环具备响应速度快、稳态精度高、抗干扰能力强等特点，对于??电流环则要求具有很高的响应速度来适应电流跟踪的要求。永磁同步电机ｈ?＝?０??矢量控制系统的结构框图如图２．４所示。??ｐｉ转速调节器?ｐｉ电流调节器??ｕＢ?％?一：逆变器???ｈｉ?？??Ｉ?扣／，＿＿....

本文编号：3895442