基于PI型迭代學習控制的永磁同步電機轉矩脈動抑制策略.pdf

1、永磁同步電機具有功率密度高、可控性好和結構簡單等優(yōu)點，在工業(yè)生產中得到廣泛應用。但空間磁場分布非正弦、齒槽效應和電流檢測誤差等因素引發(fā)的轉矩脈動問題嚴重影響了調速系統(tǒng)的控制精度，限制了永磁同步電機在高性能直驅系統(tǒng)的應用，比如電梯轎廂曳引機控制系統(tǒng)和電動汽車動力系統(tǒng)。本文從機電能量轉換的基本理論出發(fā)，得出了交流電機電磁轉矩的一般表達式，并在此基礎上分析了諧波轉矩脈動與定子電流及空間磁場非正弦分布之間的關系。同時在綜合分析諧波轉矩脈動和齒槽

2、轉矩基礎上對轉矩脈動進行數(shù)學建模，得出其在dq坐標系下的表達式，為抑制永磁同步電機轉矩脈動提供理論基礎。
　　 針對轉矩脈動為周期性外部擾動的特點，本文采用PI型迭代學習控制算法構建控制系統(tǒng)轉速環(huán)控制器，取代傳統(tǒng)的P型迭代學習控制與PI控制結合的轉矩脈動抑制方式。相比于現(xiàn)有迭代學習補償策略，新型控制器無需轉矩估算和閉環(huán)控制，提高了轉速環(huán)控制器的帶寬，利于簡化系統(tǒng)結構，減少成本。該策略通過記憶機制積累控制經(jīng)驗，實現(xiàn)對下一周期控制信

3、號的調整，產生適當?shù)膓軸電流參考信號，達到抑制轉矩脈動的目的。
　　 通過對比P型與PI型兩種迭代學習控制對轉矩脈動的抑制效果，得出了兩種算法對周期性外部擾動抑制能力的分析結論，并證明了PI型迭代學習控制器的穩(wěn)定性，確定了PI型迭代學習算法的收斂條件。在控制系統(tǒng)穩(wěn)定和迭代學習算法收斂前提下，討論了參數(shù)設計對系統(tǒng)性能的影響。
　　 以傳統(tǒng)矢量控制系統(tǒng)為基礎，設計了基于PI型迭代學習控制算法的永磁同步電機調速系統(tǒng)。采用d軸電