基于ESO-CPC的激光追踪测量系统电机仿真方法

发布时间：2021-08-16 07:55

　　针对常规的PID方法控制电机已不能满足激光追踪测量系统中高精密测量要求的问题,本文结合永磁同步电机的数学模型和激光追踪测量系统的电流控制方法,建立了基于扩张状态观测器电流预测控制算法模型,并运用Matlab/Simulink软件进行仿真分析。仿真结果表明:激光追踪测量系统电机控制模型的有效性,避免了由模型误差和不确定性干扰的影响和电机的内外扰动,能够有效地减小激光追踪控制系统电流环扰动和转矩波动,并且激光追踪测量系统表现出较好的动态响应特性和速度控制特性;对提高系统稳态跟踪精度、增强系统鲁棒性有重要的现实意义。 

【文章来源】：哈尔滨工程大学学报. 2020,41(02)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

PMSM的解析模型示意

根据上述PMSM电流环控制的数学模型,基于扩张状态观测器的电流预测控制(extended state observer-current predictive control, ESO-CPC) 算法改进了激光追踪控制系统的电机电流控制器设计,其算法结构图如图2所示。扩张状态观测器的观测量Z1可有效修正电流环的电流输入,观测量Z2可实时补偿电流环的电压输出。2 基于ESO-CPC的激光追踪测量系统电机Simulink仿真模型建立

根据基于扩张状态观测器的电流预测控制算法的激光追踪测量系统电机模型,在Matlab/Simulink中构建仿真模型,如图3所示。直流电压源、万用电桥和永磁同步电机共同组成系统的主电路,其中负载转矩由Step控件提供加载,电机的定子三相电流、转子转速、转子转角和电磁转矩可由Scope空间实时观测。在基于ESO-CPC的激光追踪测量系统电机的仿真模型中,设定d轴的参考电流为零,电机反馈速度与设定速度的差值经速度调节器作q轴的参考电流[22-23]。2.1 坐标变换模块

【参考文献】：
期刊论文
[1]高精度激光追踪测量方法及实验研究[J]. 陈洪芳,孙衍强,王亚韦,石照耀,宋辉旭.  中国激光. 2018(01)
[2]基于快速矢量选择的永磁同步电机模型预测控制[J]. 张永昌,杨海涛,魏香龙.  电工技术学报. 2016(06)
[3]激光追踪仪的基本原理及应用[J]. 宋辉旭,石照耀.  工具技术. 2015(04)
[4]电流增量预测控制策略参数稳定域拓展[J]. 王伟华,肖曦,刘欢,孙凯,吴和平.  电工技术学报. 2014(03)
[5]永磁同步电机高动态响应电流控制方法研究[J]. 王伟华,肖曦.  中国电机工程学报. 2013(21)
[6]提高PMSM电流环动态性能的增量预测算法[J]. 王伟华,肖曦.  清华大学学报(自然科学版). 2013(07)
[7]基于Matlab/Simulink的永磁同步电机（PMSM）矢量控制仿真[J]. 高延荣,舒志兵,耿宏涛.  机床与液压. 2008(07)
[8]基于MATLAB/Simulink&SimPowerSystems的永磁同步电机（PMSM）矢量控制系统建模与仿真[J]. 吴冰.  电子机械工程. 2008(03)
[9]永磁同步电机矢量控制系统研究[J]. 王正,常浩.  沈阳工业大学学报. 2007(03)
[10]采用SVPWM的永磁同步电动机系统建模与仿真[J]. 安群涛,李波,王有琨.  微电机(伺服技术). 2006(09)

博士论文
[1]永磁同步电机伺服系统控制策略的研究[D]. 林伟杰.浙江大学 2005

硕士论文
[1]永磁同步电机的模型预测控制研究[D]. 高丽媛.浙江大学 2013
[2]交流永磁同步伺服系统电流环带宽拓展技术研究[D]. 牛里.哈尔滨工业大学 2010



本文编号：3345287