基于狀態(tài)觀測器的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩預(yù)測控制研究.pdf

1、直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)不需要進(jìn)行解耦控制,并且結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,因而被廣泛應(yīng)用于永磁同步電機(jī)中。然而在實(shí)際生產(chǎn)過程中,受傳統(tǒng)定子磁鏈觀測法的觀測精度和時(shí)滯現(xiàn)象的影響,永磁同步電 DTC系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈脈動(dòng)很大,系統(tǒng)的穩(wěn)定性能不佳。因此,針對定子磁鏈觀測方法和含有時(shí)滯的DTC系統(tǒng)的研究就具有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。
　　全文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1.研究設(shè)計(jì)了永磁同步電機(jī)定子磁鏈—定子電流全維狀態(tài)觀測器和降維

2、狀態(tài)觀測器。定子磁鏈的觀測精度直接影響著系統(tǒng)的性能,而低速時(shí)直流偏移和電機(jī)參數(shù)變化等因素又會(huì)引起定子磁鏈觀測精度下降。針對此問題,本文首先進(jìn)行了簡單的變量代換,將含有轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的定子電流方程轉(zhuǎn)化為不含轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的方程。其次,設(shè)計(jì)了以定子電流和定子磁鏈為狀態(tài)變量的全維觀測器,解決了定子磁鏈易受電機(jī)參數(shù)影響的問題。然后,為了簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),又進(jìn)一步設(shè)計(jì)了以定子電流和定子磁鏈為狀態(tài)變量的降維觀測器。最后仿真驗(yàn)證了帶有這兩種觀測器的DTC系統(tǒng)

3、的電機(jī)參數(shù)魯棒性好,轉(zhuǎn)矩和磁鏈脈動(dòng)小,低速時(shí)電機(jī)性能得到很大提升。
　　2.研究了兩種直接轉(zhuǎn)矩預(yù)測控制方法。針對時(shí)滯現(xiàn)象容易引起系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)增大的問題,提出了兩種預(yù)測方法。第一種預(yù)測方法是全維狀態(tài)預(yù)測方法,它是在全維觀測器的基礎(chǔ)上,直接預(yù)測出下一周期的定子電流、定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩值,最后和傳統(tǒng)的DTC系統(tǒng)一樣采用查表法算出電壓矢量。第二種預(yù)測方法是直接對轉(zhuǎn)矩和磁鏈幅值預(yù)測的方法。該方法結(jié)合了矢量控制和 DTC的優(yōu)點(diǎn),直接對轉(zhuǎn)矩和磁鏈幅