永磁同步电机离散时间准滑模变结构控制策略研究

发布时间：2017-08-05 02:22

  本文关键词：永磁同步电机离散时间准滑模变结构控制策略研究

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【摘要】：永磁同步电机由于结构简单、功率因数高、体积小及易于保养等特点,尤其是伴各种电机控制理论等的发展,人们对它研究的深入,永磁同步电机的应用越来越广泛,其控制系统的研究与推广也逐渐受到了人们的重视。滑模变结构控制(sliding mode control,SMC)因为其具有响应快、鲁棒性好、设计方便等优点,已经在电力传动领域得到了非常广泛的应用。传统的PI调节器由于其对于转速的鲁棒性较差,因此为了解决这个问题,本文采用滑模变结构控制对电机进行调速控制,从而提高永磁同步电机的动态品质。由于在实际的离散控制系统中,这种控制方法必然会产生一定的抖振,为了解决这个问题,引入了趋近律的概念。在文章中,采用一种新型的趋近律对电机进行控制,并将其与常规的指数趋近律进行了仿真对比分析。结果表明,使用新型的趋近律能够使电机具有更快的转速响应,而且对干扰的抵抗能力更强。在永磁同步电机运行过程中或者当外界环境改变时,会对电机的参数产生一定的影响,而当参数发生改变时会对电机的控制性能产生一定的影响,因此,需要对其进行在线辨识。针对目前所流行的几种参数辨识方法,本文选择了递推最小二乘法,并进一步建立了电机的辨识方程,在MATLAB/SIMULINK中建立了仿真模型,并用S函数编写辨识模块的程序,参数辨识的对象是在电机运行过程中随温度发生较大变化的电机定子绕阻和交、直轴电感以及磁通。进一步在电机参数辨识的基础上,将辨识结果反馈到控制器中,证明了基于参数自适应的永磁同步电机具有更好的调速性能。
【关键词】：永磁同步电机 滑模变结构控制 离散 参数辨识 最小二乘法
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM341
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 课题的研究背景及研究意义8-9
• 1.2 永磁同步电机及其控制理论的发展概况9-11
• 1.3 滑模变结构控制技术的发展概况11-12
• 1.3.1 滑模变结构控制11
• 1.3.2 滑模变结构控制在永磁同步电机中的应用11-12
• 1.4 电机参数辨识的发展概况及趋势12-13
• 1.5 课题的主要研究内容13-15
• 2 永磁同步电机的数学模型及其矢量控制15-24
• 2.1 永磁同步电机的结构15-16
• 2.2 永磁同步电机的数学模型16-20
• 2.2.1 A、B、C三相静止坐标系下的数学模型16-17
• 2.2.2 a、b、o两相静止坐标系下的数学模型17-18
• 2.2.3 d、q、o两相同步旋转坐标系下的数学模型18-20
• 2.3 永磁同步电机的矢量控制20-23
• 2.3.1 矢量控制的方法介绍20-22
• 2.3.2 电压空间矢量脉宽调制22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 永磁同步电机离散准滑模变结构控制24-39
• 3.1 滑模变结构控制的基本理论介绍24-28
• 3.1.1 滑模变结构控制的定义24-25
• 3.1.2 滑模变结构控制的基本特性25-26
• 3.1.3 滑模控制器的设计方法26-27
• 3.1.4 基于趋近律的滑模变结构控制27-28
• 3.2 离散时间系统的准滑模变结构控制28-31
• 3.2.1 离散滑模控制描述及准滑动模态29
• 3.2.2 离散滑模变结构控制的基本特性29-31
• 3.2.3 用趋近律方法设计离散滑模控制器31
• 3.3 滑模变结构控制器的设计31-38
• 3.3.1 基于新型趋近律的永磁同步电机离散准滑模变结构控制31-33
• 3.3.2 新型趋近律的存在性和可达性分析33
• 3.3.3 永磁同步电机调速系统的仿真实验33-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 永磁同步电机的参数辨识39-53
• 4.1 电机参数辨识的意义39-40
• 4.2 电机参数辨识的方法介绍40-41
• 4.3 基于递推最小二乘法的电机参数辨识41-48
• 4.3.1 最小二乘法的基本原理41-42
• 4.3.2 递推最小二乘法的基本原理42-44
• 4.3.3 基于递推最小二乘法的永磁同步电机参数辨识及仿真分析44-48
• 4.4 基于参数辨识的自适应控制48-52
• 4.5 本章小结52-53
• 5 总结与展望53-55
• 5.1 总结53
• 5.2 展望53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-60
• 个人简历、在校期间发表的学术论文及取得的研究成果60

【参考文献】

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