无刷直流电机分数阶PI预测与滑模变结构复合控制研究
发布时间：2022-02-08 19:38
无刷直流电动机（BLDCM）具有体积小、输出转矩大、控制精度高以及运行可靠等优点。随着新能源电动汽车以及无人机研究的热潮,如何提高无刷直流电机控制性能值得深入研究。针对无刷直流电机调速系统,本文提出了几种智能控制算法。本文分析了无刷直流电机控制系统工作原理,针对分数阶PI预测函数控制（FOPIPFC）模型失配时,控制性能变差,系统不稳定的问题,以及滑模控制（SMC）的高频抖动问题,结合两种算法的优势,弥补其不足,提出了一种分数阶PI预测与滑模变结构结合的复合控制方法。由于以往FOPIPFC控制算法中,参数的选取是通过经验和多次试验所得,随着控对象改变,参数也需要再次调整,这样不仅耗时,而且有可能因为找不到最佳的控制参数,导致控制效果受到影响。因此本文提出采用粒子群算法优化整定参数。在Matlab/Simulink平台上搭建仿真模型,转速环采用粒子群优化的FOPIPFC与滑模变结构结合的复合控制,电流环采用PI控制。通过仿真,可以从电机的调速性能,抗干扰能力等方面观察复合控制算法的控制效果。仿真结果表明,复合控制算法的响应速度短、稳定性高、无超调、抗干扰性强。最后基于DSP320F283...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．３三相反电动势、三相电流与霍尔传感器的输出信号的对应关系??图２．４是电动机绕组通电与转子磁动势位置关系
直流电机的数学模型??ＬＤＣＭ两两导通星形三相六状态为例，研究无刷直流电机数学模型［４＜）］方程??平衡方程：??Ｘ?０?０?４?Ｌａ?Ｌａｂ?Ｌｏｃ?ｄ?ｈ?ｅａ??￣?＾?＾?４?＋?Ａｒａ?Ａ?＾ｂｃ?ｈ?＋?ｅｂＬ〇?〇?ａ＿Ｕ」１ａ?＆?ｚ」ｋ」Ｕ＿??、６、Ｃ分别为电机的三相绕组，ｉ？ａ、ｉ？Ａ、足分别为三相绕组的每相４为三相绕组的自感，‘、Ｉ、４、‘、Ｌ、Ｌ为三相绕组之间
有粒子都有一个被优化问题决定的适应度值，通过它来评价粒子的“好坏程度”。每个??粒子根据自己的经验和同伴的经验决定自己速度和位置的更新，最终实现在全空间搜索??出最优解［５２］。如图３．１是粒子位置更新示意图。??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进型粒子群算法的扩张状态观测器[J]. 王坤,张立广,王琪. 国外电子测量技术. 2017(08)
[2]遗传算法整定PID参数的超磁致伸缩作动器控制策略研究[J]. 丰少伟,杨云生,张晶. 海军工程大学学报. 2017(03)
[3]无刷直流电机齿槽转矩抑制方法专利技术发展[J]. 何荣. 电子测试. 2017(Z1)
[4]状态空间模型的双层结构预测控制算法[J]. 谢亚军,丁宝苍,陈桥. 控制理论与应用. 2017(01)
[5]电流变夹层板滑模振动控制[J]. 陈春强,陈前. 噪声与振动控制. 2016(02)
[6]无刷直流电机转速控制策略仿真研究[J]. 郭伟,郁雯雯,夏友亮,王汉杰. 计算机仿真. 2015(09)
[7]基于TMS320F28335的高精度天线控制系统[J]. 许富景,祖静,丁永红,尤文斌. 探测与控制学报. 2014(02)
[8]基于指数趋近律的无刷直流电机滑模控制研究[J]. 李南海,何矞. 微电机. 2013(03)
[9]交流电机调速系统的分数阶PIλ控制[J]. 聂冰,赵慧敏,郭永香,李文. 大连交通大学学报. 2012(02)
[10]无刷直流电机反电势自适应滑模观测[J]. 郭鸿浩,周波,左广杰,唐国芬,许恩利. 中国电机工程学报. 2011(21)
博士论文
[1]基于电力电子集成概念的三相逆变电源系统研究[D]. 张卫丰.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]无刷直流电机调速模糊等组合控制策略研究与实现[D]. 郁雯雯.南京信息工程大学 2016
[2]基于ARMAX模型无刷直流电动机控制策略研究[D]. 陈一帆.南京信息工程大学 2014
[3]无刷直流电机调速系统控制方法研究[D]. 徐恒娇.西南石油大学 2014
[4]无刷直流电机智能调速控制系统仿真研究[D]. 张昊.东北石油大学 2013
[5]基于模糊自适应PI控制的无刷直流电机无级调速系统研究[D]. 李聪.南京农业大学 2011
[6]模型预测控制简化算法的研究[D]. 朱娜娜.浙江大学 2011
[7]无刷直流电机调速控制系统[D]. 于硕君.沈阳大学 2011
[8]基于模糊控制的永磁无刷直流电机调速系统研究[D]. 邹月海.哈尔滨工程大学 2009
[9]直流无刷电机控制技术研发[D]. 陈小永.中国石油大学 2008
[10]工业缝纫机无刷直流电机伺服控制系统的开发[D]. 罗杨.电子科技大学 2007
本文编号：3615632
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．３三相反电动势、三相电流与霍尔传感器的输出信号的对应关系??图２．４是电动机绕组通电与转子磁动势位置关系
直流电机的数学模型??ＬＤＣＭ两两导通星形三相六状态为例，研究无刷直流电机数学模型［４＜）］方程??平衡方程：??Ｘ?０?０?４?Ｌａ?Ｌａｂ?Ｌｏｃ?ｄ?ｈ?ｅａ??￣?＾?＾?４?＋?Ａｒａ?Ａ?＾ｂｃ?ｈ?＋?ｅｂＬ〇?〇?ａ＿Ｕ」１ａ?＆?ｚ」ｋ」Ｕ＿??、６、Ｃ分别为电机的三相绕组，ｉ？ａ、ｉ？Ａ、足分别为三相绕组的每相４为三相绕组的自感，‘、Ｉ、４、‘、Ｌ、Ｌ为三相绕组之间
有粒子都有一个被优化问题决定的适应度值，通过它来评价粒子的“好坏程度”。每个??粒子根据自己的经验和同伴的经验决定自己速度和位置的更新，最终实现在全空间搜索??出最优解［５２］。如图３．１是粒子位置更新示意图。??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进型粒子群算法的扩张状态观测器[J]. 王坤,张立广,王琪. 国外电子测量技术. 2017(08)
[2]遗传算法整定PID参数的超磁致伸缩作动器控制策略研究[J]. 丰少伟,杨云生,张晶. 海军工程大学学报. 2017(03)
[3]无刷直流电机齿槽转矩抑制方法专利技术发展[J]. 何荣. 电子测试. 2017(Z1)
[4]状态空间模型的双层结构预测控制算法[J]. 谢亚军,丁宝苍,陈桥. 控制理论与应用. 2017(01)
[5]电流变夹层板滑模振动控制[J]. 陈春强,陈前. 噪声与振动控制. 2016(02)
[6]无刷直流电机转速控制策略仿真研究[J]. 郭伟,郁雯雯,夏友亮,王汉杰. 计算机仿真. 2015(09)
[7]基于TMS320F28335的高精度天线控制系统[J]. 许富景,祖静,丁永红,尤文斌. 探测与控制学报. 2014(02)
[8]基于指数趋近律的无刷直流电机滑模控制研究[J]. 李南海,何矞. 微电机. 2013(03)
[9]交流电机调速系统的分数阶PIλ控制[J]. 聂冰,赵慧敏,郭永香,李文. 大连交通大学学报. 2012(02)
[10]无刷直流电机反电势自适应滑模观测[J]. 郭鸿浩,周波,左广杰,唐国芬,许恩利. 中国电机工程学报. 2011(21)
博士论文
[1]基于电力电子集成概念的三相逆变电源系统研究[D]. 张卫丰.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]无刷直流电机调速模糊等组合控制策略研究与实现[D]. 郁雯雯.南京信息工程大学 2016
[2]基于ARMAX模型无刷直流电动机控制策略研究[D]. 陈一帆.南京信息工程大学 2014
[3]无刷直流电机调速系统控制方法研究[D]. 徐恒娇.西南石油大学 2014
[4]无刷直流电机智能调速控制系统仿真研究[D]. 张昊.东北石油大学 2013
[5]基于模糊自适应PI控制的无刷直流电机无级调速系统研究[D]. 李聪.南京农业大学 2011
[6]模型预测控制简化算法的研究[D]. 朱娜娜.浙江大学 2011
[7]无刷直流电机调速控制系统[D]. 于硕君.沈阳大学 2011
[8]基于模糊控制的永磁无刷直流电机调速系统研究[D]. 邹月海.哈尔滨工程大学 2009
[9]直流无刷电机控制技术研发[D]. 陈小永.中国石油大学 2008
[10]工业缝纫机无刷直流电机伺服控制系统的开发[D]. 罗杨.电子科技大学 2007
本文编号：3615632
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