永磁同步電機(jī)多采樣率模型預(yù)測控制研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、功率密度高、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、控制方法簡單、能耗小等優(yōu)點(diǎn)，近年來在工業(yè)領(lǐng)域的到廣泛應(yīng)用。隨著永磁同步電機(jī)的廣泛運(yùn)用，改善永磁同步電機(jī)的控制算法，提高永磁同步電機(jī)運(yùn)行性能，具有重要意義。
　　模型預(yù)測控制(MPC)是建立在對被控對象建模的基礎(chǔ)之上的控制算法，因其考慮控制量對系統(tǒng)未來狀態(tài)的影響，與傳統(tǒng)PI控制相比，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、超調(diào)小等優(yōu)點(diǎn)，近年來逐步開始應(yīng)用于永磁同步電機(jī)控制領(lǐng)域，進(jìn)一步深入的研究基于模型預(yù)測控

2、制算法的永磁同步電機(jī)控制，具有重要的實(shí)際應(yīng)用意義。
　　論文首先介紹了永磁同步電機(jī)的發(fā)展概況及目前交流電機(jī)控制理論的研究現(xiàn)狀，分別在三相靜止坐標(biāo)系、兩相靜止坐標(biāo)系及同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下建立永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型，研究了永磁同步電機(jī)矢量控制的原理及SVPWM基本原理，采取id=0策略，在Matlab/Simulink中搭建了傳統(tǒng)基于PI控制的雙閉環(huán)永磁同步電機(jī)矢量控制仿真模型。
　　其次，深入研究模型預(yù)測控制理論，以連續(xù)時(shí)不變線性系

3、統(tǒng)為例，完成了離散時(shí)間的模型預(yù)測控制算法的理論推導(dǎo)，結(jié)合多采樣率數(shù)字控制系統(tǒng)的基本概念，建立了連續(xù)時(shí)不變系統(tǒng)的輸入多采樣率數(shù)字控制系統(tǒng)下的空間狀態(tài)模型，結(jié)合模型預(yù)測控制算法，建立了基于輸入多采樣率數(shù)字控制系統(tǒng)的模型預(yù)測控制的算法。
　　再次，分別設(shè)計(jì)了永磁同步電機(jī)單采樣率及多采樣率單環(huán)模型預(yù)測控制算法，完成單采樣率單環(huán)模型預(yù)測控制與PI控制、單采樣率與多采樣率單環(huán)模型預(yù)測控制仿真對比分析，仿真結(jié)果驗(yàn)證單環(huán)模型預(yù)測控制算法的有效性、

4、可行性，且比PI控制有更好的控制效果;多采樣率單環(huán)模型預(yù)測控制能夠改善單采樣率單環(huán)模型預(yù)測控制穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的控制效果。
　　最后，完成了永磁同步電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)，搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行了電機(jī)啟動(dòng)、加減載、調(diào)速實(shí)驗(yàn)，對單采樣率與多采樣率永磁同步電機(jī)單環(huán)模型預(yù)測控制算法有效性、可行性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，單環(huán)模型預(yù)測控制具有比PI控制更好的轉(zhuǎn)速控制性能，多采樣率單環(huán)模型預(yù)測控制能夠進(jìn)一步提高單采樣率單環(huán)模型預(yù)測控制的穩(wěn)態(tài)控制