基于自抗擾策略的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)、現(xiàn)代控制理論以及微處理器等技術(shù)的發(fā)展，交流電機(jī)調(diào)速性能得以迅速提高并在很多調(diào)速領(lǐng)域逐漸取代直流電機(jī)。作為交流同步電動(dòng)機(jī)的一員，永磁同步電機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率因數(shù)高、轉(zhuǎn)矩慣量比大的優(yōu)點(diǎn)在調(diào)速領(lǐng)域占有重要地位，隨著對(duì)高精度調(diào)速需求的日益增長(zhǎng)，永磁同步電機(jī)的應(yīng)用前景越來(lái)越好，同時(shí)對(duì)高性能調(diào)速算法的需求也越來(lái)越高。
　　直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制之后出現(xiàn)的另一高性能閉環(huán)調(diào)速策略，通過(guò)對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩以及定子磁鏈的控制實(shí)現(xiàn)電機(jī)

2、調(diào)速，強(qiáng)調(diào)對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩的直接控制，具有響應(yīng)迅速，魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制使用滯環(huán)比較器對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，存在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、逆變器開關(guān)頻率不恒定的缺點(diǎn)?；诳臻g矢量調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制雖然解決了開關(guān)頻率的問(wèn)題，然而控制性能往往受限于PID調(diào)節(jié)器參數(shù)。
　　為實(shí)現(xiàn)定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的準(zhǔn)確估計(jì)，本文基于電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，考慮三種條件下的觀測(cè)性能:定子電壓選擇來(lái)源不同、有初始磁鏈估計(jì)誤差以及定子電阻發(fā)生變化。對(duì)三種觀測(cè)模型下的觀

3、測(cè)性能進(jìn)行了理論分析和仿真驗(yàn)證，最終選擇了合適的模型設(shè)計(jì)定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器。
　　為提高電機(jī)的調(diào)速精度，降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，本文基于定子磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，借鑒自抗擾技術(shù)的思想，設(shè)計(jì)了參考電壓控制律，并利用空間矢量調(diào)制技術(shù)調(diào)制參考電壓驅(qū)動(dòng)逆變器為電機(jī)供電，最終得到基于自抗擾策略的直接轉(zhuǎn)矩控制方案，并對(duì)控制方案的可行性進(jìn)行了仿真對(duì)比分析。
　　最后，本文利用電機(jī)的空載啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)、帶負(fù)載啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)以及期望轉(zhuǎn)速突變實(shí)驗(yàn)對(duì)控制方