基于負載轉(zhuǎn)矩觀測器的船舶推進PMSM滑模控制研究.pdf

1、隨著電力電子技術的發(fā)展和交流電機變頻調(diào)速技術的日趨成熟，船舶交流電力推進系統(tǒng)取得了快速的發(fā)展，并逐漸發(fā)展為重要的研究方向。注意到船舶推進電機工作環(huán)境的多樣性與復雜性，以及較大的負載轉(zhuǎn)矩擾動等，這都不利于電力推進船舶航行的穩(wěn)定性和安全性。為了補償和消除負載轉(zhuǎn)矩擾動對電力推進控制系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的抗負載擾動能力和魯棒性能，本文研究了基于負載轉(zhuǎn)矩觀測器的船舶推進電機控制系統(tǒng)。
　　首先，本文分析了船舶電力推進、交流電機變頻調(diào)速技術和

2、永磁同步電機抗負載擾動的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。進而，研究了船舶推進永磁同步電機矢量控制和滑?？刂频幕驹?。
　　其次，針對采用傳統(tǒng)PI轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)抗負載擾動能力差的問題，本文設計了基于負載轉(zhuǎn)矩觀測器的滑模轉(zhuǎn)速控制器，取代了傳統(tǒng)PI轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，從而提高了該控制系統(tǒng)的抗負載擾動能力。并且，分別針對控制系統(tǒng)空載、突加和突減負載情況，進行了大量仿真研究和比較分析，驗證了上述方法的有效性和優(yōu)越性。
　　進而，本

3、文提出了一種采用滑模轉(zhuǎn)速控制器和滑模負載轉(zhuǎn)矩觀測器的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)雙滑?？刂撇呗浴；Ｘ撦d轉(zhuǎn)矩觀測器的觀測值作為輸入量反饋到滑模轉(zhuǎn)速控制器中，減小了滑模轉(zhuǎn)速控制器不連續(xù)項的幅值，從而有效抑制了滑模抖振現(xiàn)象，提高了控制系統(tǒng)的動態(tài)魯棒性能和抗負載擾動能力。
　　最后，將所提出的基于負載轉(zhuǎn)矩觀測器的滑模轉(zhuǎn)速控制策略應用到了船舶推進永磁同步電機控制系統(tǒng)中，分別在恒轉(zhuǎn)速恒負載轉(zhuǎn)矩、負載轉(zhuǎn)矩擾動條件下和螺旋槳負載條件下進行了仿真分析