交流永磁同步电机的非线性控制研究

发布时间：2018-01-09 00:06

  本文关键词：交流永磁同步电机的非线性控制研究　出处：《东南大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：永磁同步(PMSM)电机具有小体积、高效率、高功率因数、小转动惯量、高速响应性能和在矢量控制情况下控制简单等优点,在数控、机器人和电动汽车等精度要求较高的场合已被广泛应用。本文着重从建模、系统分析和先进控制算法设计角度,来分析提高永磁同步电机交流伺服系统的闭环性能。本文首先对当前的PMSM控制研究现状进行调研分析,介绍其交流控制系统常用的矢量控制方法。并在此基础上,从提高闭环系统抗干扰性能的考虑出发,探讨基于PID控制算法的传统交流伺服系统方案存在的不足,接下来设计基于滑模非线性控制的交流伺服系统方案。在永磁同步电机闭环控制系统中,建立了电机位置与期望q轴定子电流之间的三阶方程。在此基础上,研究了永磁同步电机位置环滑模控制算法的设计和稳定性分析,然后对滑模控制的结果、抖振及产生原因、削弱方法做相应的分析。研究了基于饱和函数的交流伺服系统滑模控制方案,一定程度削弱了抖振。在此基础上,本文提出了一种改进的饱和函数,并进行了仿真研究,验证抖振有较大的削弱,仿真分析表明闭环系统对负载扰动以及参数变动有了较好的鲁棒性。
[Abstract]:PMSM (permanent Magnet synchronous Motor) has the advantages of small volume, high efficiency, high power factor, small moment of inertia, high speed response and simple control in vector control. Robots and electric vehicles with high precision requirements have been widely used. This paper focuses on modeling, system analysis and advanced control algorithm design. To analyze and improve the closed-loop performance of PMSM AC servo system. Firstly, the current research status of PMSM control is investigated and analyzed. The vector control method used in AC control system is introduced. On the basis of this, the anti-interference performance of closed-loop system is considered. This paper discusses the shortcomings of the traditional AC servo system based on PID control algorithm, and then designs the AC servo system scheme based on sliding mode nonlinear control in the PMSM closed-loop control system. The third order equation between the motor position and the expected Q axis stator current is established. On this basis, the design and stability analysis of the position loop sliding mode control algorithm for the permanent magnet synchronous motor are studied, and then the results of the sliding mode control are given. The chattering and its causes are analyzed. The sliding mode control scheme of AC servo system based on saturation function is studied, which weakens the chattering to a certain extent. In this paper, an improved saturation function is proposed, and the simulation results show that buffeting is weakened. The simulation results show that the closed-loop system is robust to load disturbances and parameter variations.
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP273;TM341

【参考文献】

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本文编号：1399203