基于擾動(dòng)觀測的永磁同步電機(jī)電流預(yù)測控制研究.pdf

1、在交流傳動(dòng)伺服系統(tǒng)中，永磁同步電機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn)使其成為高精度工業(yè)控制場合首選電機(jī)及近年來研究的重點(diǎn)。由于電流環(huán)決定了交流伺服系統(tǒng)的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，因此具有優(yōu)良暫態(tài)性能的電流預(yù)測控制成為了伺服系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。永磁同步電機(jī)的電流預(yù)測控制在具有優(yōu)良動(dòng)態(tài)性能的同時(shí)，具有控制精度依賴準(zhǔn)確參數(shù)模型和控制開環(huán)存在穩(wěn)態(tài)電流誤差的缺點(diǎn)。
　　本文首先基于永磁同步電機(jī)的電壓方程及逆變器的數(shù)學(xué)模型，簡單闡述PWM預(yù)測控制原理。通過理論分析推導(dǎo)出PWM預(yù)測

2、控制的穩(wěn)定條件，并指出控制器采用的電機(jī)參數(shù)與電機(jī)真實(shí)值的偏差是造成穩(wěn)態(tài)電流誤差的原因。仿真顯示 PWM預(yù)測控制中電感偏差、電阻偏差和永磁體磁鏈偏差均會(huì)導(dǎo)致電流靜差，而且電感偏差會(huì)導(dǎo)致電流振蕩，從而驗(yàn)證了理論分析的正確性。針對PWM預(yù)測控制中參數(shù)偏差造成的電流震蕩及電流靜差的缺陷，本文構(gòu)建兩種不同的狀態(tài)觀測器來觀測伺服系統(tǒng)中的參數(shù)誤差及參數(shù)擾動(dòng)。首先，構(gòu)建了較為常用的倫伯格觀測器來觀測系統(tǒng)擾動(dòng)，并通過極點(diǎn)配置分析了觀測器的穩(wěn)定性。然后，構(gòu)

3、建了在具有參數(shù)擾動(dòng)、外部擾動(dòng)和傳感器噪聲的系統(tǒng)中擁有優(yōu)良性能的擴(kuò)張狀態(tài)觀測器來觀測系統(tǒng)擾動(dòng)，并推導(dǎo)出觀測器的穩(wěn)定條件。最后，比較了兩種擾動(dòng)觀測器的優(yōu)缺點(diǎn)。擾動(dòng)觀測器的提出使得基于擾動(dòng)觀測并補(bǔ)償?shù)挠来磐诫姍C(jī)電流預(yù)測控制成為了可能。根據(jù)兩種擾動(dòng)觀測器對系統(tǒng)擾動(dòng)定義的不同，本文構(gòu)建了兩種不同的基于擾動(dòng)觀測的電流預(yù)測控制算法，即基于倫伯格擾動(dòng)觀測的電流預(yù)測控制和基于ESO擾動(dòng)觀測的電流預(yù)測控制。本文理論分析了所提出算法的穩(wěn)定性，證明了算法的魯