永磁同步电机自抗扰控制技术研究

发布时间:2018-05-24 11:37

  本文选题:永磁同步电机 + 自抗扰控制 ; 参考:《北京信息科技大学》2017年硕士论文


【摘要】:永磁同步电机是强耦合、非线性、参数摄动的被控对象,具有结构简单、体积小、效率高、调速性能好等优点,以永磁同步电机为驱动装置的传动系统在交流调速中占有重要的地位。采用高性能控制策略有助于提高永磁同步电机传动系统的各种动静态性能,有利于电气传动系统向高性能、轻量化、高效节能的方向发展。本文以永磁同步电机矢量控制系统和直接转矩控制系统为研究背景,基于自抗扰控制技术,开展研究工作。在永磁同步电机矢量控制无速度传感器系统中,针对PI控制器难以满足高性能电气传动系统的问题,分别在速度环、电流环中设计了改进的模糊自抗扰控制器;通过自抗扰控制中的扩张状态观测器对电机转子速度和位置进行观测,电机低速运行时转速辨识效果好。在永磁同步电机直接转矩控制无速度传感器系统中,针对直接转矩控制低速运行时输出转矩和磁链脉动大的现象,采用改进的模糊自抗扰控制器进行速度调节;采用预期电压矢量调制替代传统开关表和滞环比较器,并设计了三电平逆变器对电机供电;通过自抗扰控制器中的扩张状态观测器对定子磁链和转速进行估计,提高磁链观测的准确性,减小转矩和磁链的脉动,实现直接转矩控制系统的无速度传感器运行。在DSP运动控制实验平台上进行电机带负载实验。基于CCS环境,分别编写PI算法和自抗扰控制算法程序,通过实验验证了自抗扰控制策略在永磁同步电机调速系统中的有效性。
[Abstract]:Permanent magnet synchronous motor (PMSM) is a controlled object with strong coupling, nonlinear and parameter perturbation. It has the advantages of simple structure, small volume, high efficiency and good speed regulation performance. Permanent magnet synchronous motor (PMSM) drive system plays an important role in AC speed regulation. The high performance control strategy is helpful to improve the dynamic and static performance of the permanent magnet synchronous motor drive system and to develop the electric drive system to the direction of high performance, lightweight, high efficiency and energy saving. In this paper, the vector control system and direct torque control system of permanent magnet synchronous motor (PMSM) are taken as the research background, based on the active disturbance rejection control (ADRC) technology, the research work is carried out. In the speed sensorless system of the permanent magnet synchronous motor (PMSM) vector control, the improved fuzzy ADRC controller is designed in the speed loop and current loop to solve the problem that Pi controller is difficult to satisfy the high performance electric drive system. The speed and position of the motor rotor are observed by the expanded state observer in the active disturbance rejection control, and the speed identification effect is good when the motor is running at low speed. In the sensorless direct torque control (DTC) of permanent magnet synchronous motor (PMSM), an improved fuzzy active disturbance rejection controller is used to adjust the speed of DTC, aiming at the phenomenon that the output torque and flux ripple are large when the DTC is running at low speed. The expected voltage vector modulation is used to replace the traditional switching table and hysteresis comparator, and a three-level inverter is designed to supply the motor, and the stator flux and speed are estimated by the expanding state observer in the ADRC. The speed sensorless operation of direct torque control system is realized by improving the accuracy of flux observation and reducing the ripple of torque and flux chain. The motor load experiment was carried out on the DSP motion control experiment platform. Based on CCS environment, Pi algorithm and ADRC algorithm are programmed, and the effectiveness of ADRC strategy in PMSM speed control system is verified by experiments.
【学位授予单位】:北京信息科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM341;TP273

【参考文献】

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本文编号:1928913

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