永磁同步電機(jī)控制策略研究

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1、分類號(hào)TM341學(xué)校代號(hào)10462密級(jí)公開學(xué)號(hào)331201000002碩士學(xué)位論文7欠磁同步電機(jī)控制策略研究學(xué)位申請(qǐng)人：謝曉喬導(dǎo)師姓名及職稱：曹玲芝教授專業(yè)名稱：測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器學(xué)科門類：工學(xué)論文提交日期：2015年6月ADissertationSubmittedtoZhengzhouUniversityofLightIndustryfortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringScienceResearchontheControlStrategyofPer

2、manentMagnetSynchronousMotorCandidate:XieXiaoleiSupervisor:Prof.CaoLingzhiMajor:TestingMetrologicalTechnology&InstrumentSchoolofElectricandInformationEngineeringZhengzhouUniversityofLightIndustryZhengzhou450002,P.R.ChinaJune2015鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明

3、：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作出了明確的聲明并表示了謝意。本人學(xué)位論文與資料若有不實(shí)，愿意承擔(dān)一切相關(guān)的法律責(zé)任。學(xué)位論文作者簽名：年（月》曰關(guān)剛輕工業(yè)學(xué)院學(xué)位論文知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明書本人完全了解學(xué)校有關(guān)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬于鄭州輕工業(yè)學(xué)院。學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交

4、論文的復(fù)印件和電子版。本人允許論文被查閱和借閱。學(xué)?？梢詫⒈緦W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。同時(shí)，本人保證，畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的文章一律注明作者單位為鄭州輕工業(yè)學(xué)院。保密論文待解密后適用本聲明。學(xué)位論文作者簽名指導(dǎo)教師簽名忍沽年6月？曰lo年（月2曰摘要由于現(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)

5、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

6、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

7、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

8、步誤差方程、以及電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速和設(shè)定轉(zhuǎn)速的跟蹤誤差方程的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了非線性滑模變結(jié)構(gòu)同步控制器，并將仿真結(jié)果和運(yùn)用PID同步控制器、線性滑模變結(jié)構(gòu)同步控制器的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，證明了基于相鄰交叉耦合環(huán)形結(jié)構(gòu)的多電機(jī)非線性滑模變結(jié)構(gòu)同步控制系統(tǒng)在具有較好的同步性能的同時(shí)，系統(tǒng)的魯棒性也很強(qiáng)。關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)；最速跟蹤微分器；非線性滑模面；變結(jié)構(gòu)控制；同步控制IABSTRACTPermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)servingasactuatingandcon