永磁同步電機(jī)控制策略研究.pdf

1、由于現(xiàn)代永磁材料的不斷發(fā)展進(jìn)步和永磁同步電機(jī)高功率密度、高可靠性、高效率、以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，這使得永磁同步電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)或控制機(jī)構(gòu)被廣泛的應(yīng)用于航空、航天、數(shù)控機(jī)床、電動(dòng)汽車等諸多生產(chǎn)和生活領(lǐng)域中，并且在紡織、印染、拉拔、造紙、軋鋼等生產(chǎn)領(lǐng)域中要求對(duì)多臺(tái)永磁同步電機(jī)進(jìn)行同步控制。對(duì)永磁同步電機(jī)控制的好壞直接關(guān)系到生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，本文為提高對(duì)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制精度，所做的工作和成果如下：
　　1、本文

2、首先分析了永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型和電壓空間矢量 PWM控制原理以及實(shí)現(xiàn)方法，在此基礎(chǔ)上搭建了適用于永磁同步電機(jī)控制的電壓空間矢量PWM控制的仿真模型，為永磁同步電機(jī)控制策略的研究提供了一個(gè)基礎(chǔ)和平臺(tái)。
　　2、采用電壓空間矢量 PWM控制時(shí)，永磁同步電機(jī)定子側(cè)的電流含有高頻噪聲，而在對(duì)轉(zhuǎn)速、電流的雙閉環(huán)中的電流環(huán)進(jìn)行PID控制時(shí)需要求電流的微分信號(hào)，在運(yùn)用滑模變結(jié)構(gòu)控制時(shí)也需要求信號(hào)的微分信號(hào)。當(dāng)信號(hào)中含有噪聲時(shí)，再用經(jīng)典微

3、分器求信號(hào)的微分信號(hào)時(shí)會(huì)對(duì)噪聲進(jìn)行放大，這樣求得的微分信號(hào)就會(huì)被放大的噪聲所淹沒。為了解決這個(gè)問題，本文運(yùn)用最速跟蹤微分器求信號(hào)的微分信號(hào)，仿真結(jié)果表明：最速跟蹤微分器克服了噪聲放大效應(yīng)，可以很好的去除信號(hào)中的噪聲。
　　3、永磁同步電機(jī)是一個(gè)多變量、變參數(shù)、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng)，因此本文采用對(duì)參數(shù)變化及擾動(dòng)不靈敏的滑模變結(jié)構(gòu)控制技術(shù)對(duì)其進(jìn)行控制。但通過仿真分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用線性滑模面與飽和函數(shù)相結(jié)合設(shè)計(jì)滑模變結(jié)構(gòu)控制器時(shí)，雖然可以很

4、好的削弱抖振，但是系統(tǒng)的控制精度卻被嚴(yán)重的降低。為此，本文設(shè)計(jì)了非線性滑模面，并與飽和函數(shù)相結(jié)合設(shè)計(jì)了非線性滑模變結(jié)構(gòu)控制器，仿真結(jié)果證明，運(yùn)用本文設(shè)計(jì)的控制器對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制時(shí)，不但可以很好的削弱抖振，而且系統(tǒng)的控制精度也得到了較大提高。
　　4、針對(duì)多電機(jī)同步控制時(shí)各臺(tái)電機(jī)受到驅(qū)動(dòng)性能不相同、負(fù)載擾動(dòng)不一樣的問題，本文設(shè)計(jì)了多電機(jī)相鄰交叉耦合環(huán)形同步控制系統(tǒng)。根據(jù)電機(jī)和相鄰電機(jī)的同步誤差方程、以及電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速和設(shè)定轉(zhuǎn)速的跟蹤誤差