永磁同步電機(jī)非線性控制原理及應(yīng)用研究.pdf

1、近年來,隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、新型電機(jī)控制理論和稀土永磁材料的快速發(fā)展,永磁同步電機(jī)伺服技術(shù)得以迅速的推廣應(yīng)用。永磁同步電機(jī)具有體積小、損耗低、效率高、易保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn),在節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)日益受到重視的今天,對永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)技術(shù)要求越來越高。因此,研究開發(fā)出高性能的永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)控制策略就顯得非常必要。
　　 在以往的經(jīng)典控制策略和現(xiàn)代控制策略中,永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)控制算法都依賴于永磁

2、同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型。而永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合的非線性、時(shí)變系統(tǒng),很難得出其精確的數(shù)學(xué)模型。當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)變化或受外界環(huán)境因素干擾時(shí),系統(tǒng)性能將受到影響,使控制品質(zhì)下降,如何抑制這種影響、提高控制品質(zhì)一直以來是電機(jī)控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。近年來,廣大科研工作者提出的各種智能控制策略,由于其不依賴被控對象數(shù)學(xué)模型,在處理不精確性和不確定性系統(tǒng)中具有較強(qiáng)的魯棒性,而被廣泛應(yīng)用到永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)中。由于各種智能控制策略算法處

3、理的數(shù)據(jù)量非常大,故對數(shù)據(jù)的處理速度要求非常高。而在現(xiàn)有的微處理技術(shù)條件下,處理器的處理速度很難滿足其要求。
　　 針對以上問題,本文在對永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)比例、積分、微分三個(gè)增益參數(shù)隨誤差變化曲線構(gòu)造了基于二次多項(xiàng)式的三個(gè)非線性復(fù)合增益函數(shù),從而得到非線性復(fù)合PID控制律,并以非線性復(fù)合PID控制律為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,構(gòu)造了非線性復(fù)合PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線實(shí)時(shí)訓(xùn)練產(chǎn)生非線性復(fù)合PID控制信號

4、,對非線性被控對象實(shí)施動(dòng)態(tài)控制。仿真結(jié)果表明,非線性復(fù)合PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法具有較強(qiáng)的魯棒性。
　　 文中介紹了三相電流型PWM逆變器工作原理,推導(dǎo)出了永磁同步電機(jī)靜、動(dòng)態(tài)特性下三相電流型PWM逆變器的數(shù)學(xué)模型和狀態(tài)關(guān)系,以及在開關(guān)函數(shù)下的逆變器數(shù)學(xué)模型,給出了交流側(cè)LC濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)。通過在MATLAB/Simulink中設(shè)計(jì)了三相電流型PWM逆變器模型,仿真了三相電流型PWM逆變器的性能。
　　 最后,本文探討將非線