基于ESO的PMSM驱动系统无模型控制

发布时间：2017-07-08 17:29

  本文关键词：基于ESO的PMSM驱动系统无模型控制

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【摘要】：发展电动汽车产业是解决石油资源短缺和环境污染的有效途径之一。为了满足电动汽车对于高性能驱动电机的要求,选择高效率、高功率密度的永磁同步电机(PMSM)作为电动汽车的驱动电机,而其驱动控制技术是电动汽车高效安全可靠运行的保证。电动汽车PMSM驱动系统运行在复杂多变的工况条件下,由此引起的电机参数不确定性将直接影响基于经典PI控制的PMSM驱动系统性能。为此,论文重点研究基于扩张状态观测器(ESO)的PMSM驱动系统的无模型控制,旨在提升PMSM驱动系统动、静态性能的同时,使系统具有抗参数变化的鲁棒性,为此,其研究具有重要的理论研究意义和工程应用价值。论文引入基于数据驱动的无模型控制,同时为了兼顾简化控制器结构和提升控制精度,创新性地将无模型控制与扩张状态观测器(ESO)设计相结合,首先建立面装式永磁同步电机(SMPMSM)驱动系统的超局部模型,再基于超局部模型设计SMPMSM交、直轴定子电流的无模型电流控制器,架构基于ESO的无模型控制的SMPMSM驱动系统。最后,通过系统建模与仿真证实建议的SMPMSM驱动系统良好的动、静态性能及其抗参数变化的鲁棒性。在上述研究工作的基础上,针对电动汽车插入式永磁同步电机(IPMSM)驱动系统,为了进一步简化控制器设计,将扩张状态观测器设计成线性扩张状态观测器(LESO),架构基于LESO的无模型控制的IPMSM驱动系统,并通过系统建模和仿真研究证实IPMSM驱动系统新型控制方案的可行性和技术优势。
【关键词】：电动汽车 PMSM驱动系统 扩张状态观测器(ESO) 无模型控制
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM341;U469.72
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 永磁同步电机及其控制技术15-19
• 1.2.1 永磁同步电机驱动系统经典控制策略16-17
• 1.2.2 永磁同步电机驱动系统现代控制策略17-19
• 1.3 论文主要研究内容19-20
• 1.4 论文研究主要意义20-22
• 第二章 无模型控制与自抗扰控制理论基础22-35
• 2.1 引言22
• 2.2 无模型控制22-25
• 2.2.1 无模型控制的主要思想22
• 2.2.2 无模型控制的基本原理及数学描述22-23
• 2.2.3 无模型控制器的设计流程23-24
• 2.2.4 无模型控制在永磁同步电机驱动系统中的应用24-25
• 2.3 自抗扰控制25-34
• 2.3.1 自抗扰控制技术25-28
• 2.3.2 自抗扰控制器的设计28-32
• 2.3.3 自抗扰控制在永磁同步电机驱动系统中的应用32-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 基于扩张状态观测器的SMPMSM无模型控制35-43
• 3.1 引言35-36
• 3.2 考虑参数不确定性的SMPMSM数学模型36
• 3.3 基于扩张状态观测器的SMPMSM无模型控制36-38
• 3.3.1 SMPMSM无模型控制器36-37
• 3.3.2 扩张状态观测器的设计37-38
• 3.3.3 基于扩张状态观测器的无模型电流调节器38
• 3.4 SMPMSM驱动系统仿真研究38-42
• 3.4.1 标称参数下的SMPMSM驱动系统仿真39-41
• 3.4.2 电机参数变化时的SMPMSM驱动系统仿真41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 基于线性扩张状态观测器的IPMSM无模型控制43-53
• 4.1 引言43
• 4.2 考虑参数不确定性的IPMSM数学模型43-44
• 4.3 定子电流指令生成44-46
• 4.3.1 电压和电流极限圆约束44-46
• 4.3.2 定子电流指令计算46
• 4.4 线性扩张状态观测器46-49
• 4.4.1 线性扩张状态观测器的设计47-48
• 4.4.2 线性扩张状态观测器的理论分析48-49
• 4.5 IPMSM驱动系统仿真研究49-51
• 4.5.1 标称参数条件下的IPMSM驱动系统仿真49-50
• 4.5.2 电机参数变化时的IPMSM驱动系统仿真50-51
• 4.6 本章小结51-53
• 第五章 总结与展望53-55
• 5.1 全文工作总结53
• 5.2 后续工作展望53-55
• 参考文献55-59
• 攻读硕士学位期间发表的论文59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：535609