基于慣量辨識(shí)的永磁同步電機(jī)自適應(yīng)控制策略研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)(Permanent Magnetic Synchronous Motor, PMSM)具有體積小、功率密度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和高轉(zhuǎn)矩慣量比等優(yōu)點(diǎn)，常作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域。由于電機(jī)模型本身是一個(gè)非線性系統(tǒng)，同時(shí)電機(jī)參數(shù)會(huì)因?yàn)闇囟取⒇?fù)載等外界因素而變化，傳統(tǒng)的線性控制算法，如PI控制器，存在調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)、易超調(diào)、不能自適應(yīng)負(fù)載變化等問(wèn)題。
　　本文首先基于PMSM的原理和結(jié)構(gòu)，結(jié)合坐標(biāo)變換，研究了其數(shù)學(xué)模型。分析了

2、矢量控制的由不同電流控制方式的特點(diǎn)，選用了id=0的控制方法。同時(shí)，分析了常見的脈寬調(diào)制方法的特點(diǎn)，選擇了母線電壓利用率高的空間矢量脈寬調(diào)制(Space Vector Pulse-Width Modulation， SVPWM)，并介紹了其具體實(shí)現(xiàn)方法。對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和抗外界干擾能力進(jìn)行了研究，提出一種電流預(yù)測(cè)控制和擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器相結(jié)合的算法。針對(duì)電流PI調(diào)節(jié)器中由于限幅環(huán)節(jié)的存在而導(dǎo)致的響應(yīng)慢、超調(diào)大的現(xiàn)象，使用了電流預(yù)測(cè)控制算法，可

3、以直接使用采集到的三相電流計(jì)算出當(dāng)前周期應(yīng)該給電機(jī)施加的電壓矢量，從而獲得更好的動(dòng)態(tài)性能。針對(duì)干擾因素，在轉(zhuǎn)速環(huán)中引入了擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器，利用其觀測(cè)到的包含參數(shù)變化、外界干擾等的綜合“擾動(dòng)”構(gòu)成前饋控制，從而保證了電機(jī)在外界干擾下?lián)碛休^小的轉(zhuǎn)速波動(dòng)和更短的恢復(fù)時(shí)間。針對(duì)永磁同步電機(jī)系統(tǒng)因電機(jī)負(fù)載變化而導(dǎo)致控制性能下降的問(wèn)題，提出一種在線辨識(shí)慣量并整定控制器參數(shù)的自適應(yīng)控制算法。電機(jī)負(fù)載變化通常會(huì)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)軸等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，通過(guò)實(shí)時(shí)辨識(shí)慣量