雙永磁同步電機同步協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)在工業(yè)控制過程的愈來愈復雜化，在很多工業(yè)應用場景中，僅僅對于單臺電機的控制已不能滿足各種控制設(shè)備性能、精度的要求，很多控制系統(tǒng)需要同時有兩臺電機進行同步驅(qū)動，例如化纖紡絲系統(tǒng)、造紙系統(tǒng)、數(shù)控機床以及兩輪自平衡車等傳動領(lǐng)域。因此，對于系統(tǒng)中有兩臺電機同時驅(qū)動的系統(tǒng)，需同時兼顧提高控制系統(tǒng)中兩臺電機傳動系統(tǒng)的動態(tài)性能以及穩(wěn)態(tài)性能，因此對于雙電機同步控制系統(tǒng)的研究也越來越重要。
　　本文重點從提高雙電機同步控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性為切入點

2、，以減小兩臺電機的同步誤差精度為控制目標，提出了采用模糊控制算法與分數(shù)階PIλDμ控制算法相結(jié)合，以此來提高雙電機同步控制系統(tǒng)的同步誤差精度，實現(xiàn)兩臺電機的速度跟隨。
　　本文首先介紹了雙電機同步控制系統(tǒng)的研究背景以及研究現(xiàn)狀，確定了以永磁同步電機為論文的研究對象，接著推導出永磁同步電機的數(shù)學模型以及介紹電機的矢量控制等相關(guān)知識。在永磁同步電機數(shù)學模型的基礎(chǔ)上，引出本文的研究目標。通過對系統(tǒng)不同的同步控制策略的分析，本文重點對三種

3、同步控制策略進行研究，包括主令控制、主從控制以及交叉耦合同步控制結(jié)構(gòu)，在雙電機控制系統(tǒng)的不同運行階段，即啟動過程、加載過程以及轉(zhuǎn)速突變過程，通過Matlab/Simulink仿真分析比較研究，得出在控制系統(tǒng)中有兩臺電機同步協(xié)調(diào)運行的系統(tǒng)，交叉耦合控制結(jié)構(gòu)是一種比較理想的耦合結(jié)構(gòu)。此外，為了提高系統(tǒng)的同步誤差精度以及針對傳統(tǒng)整數(shù)階 PID控制算法的不足，本文進一步將模糊理論運用到分數(shù)階PIλDμ理論的參數(shù)整定當中去，設(shè)計了模糊分數(shù)階PIλ

4、Dμ控制器取代電機矢量控制中的轉(zhuǎn)速環(huán)控制器。通過在單臺永磁同步電機的矢量控制系統(tǒng)仿真研究中，得出系統(tǒng)在啟動以及轉(zhuǎn)速突變階段的調(diào)節(jié)時間明顯減小。最后將模糊控制算法與分數(shù)階PIλDμ控制算法相結(jié)合，建立模糊分數(shù)階PIλDμ控制器，并將模糊分數(shù)階PIλDμ控制算法應用到雙臺永磁同步電機的同步協(xié)調(diào)控制中，仿真結(jié)果表明，基于模糊分數(shù)階PIλDμ控制的雙電機同步控制系統(tǒng)縮短了系統(tǒng)的響應時間，并且在雙電機系統(tǒng)的整個運行過程中，使兩臺電機獲得了很好的跟