基于分?jǐn)?shù)階轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的永磁同步電機(jī)模型預(yù)測控制系統(tǒng)研究.pdf

1、對(duì)于PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor，永磁同步電機(jī))驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)而言，傳統(tǒng)控制方法主要有矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制兩種方法。其中基于定子電流的矢量控制由于固有的電流內(nèi)環(huán)使得系統(tǒng)響應(yīng)較慢;而直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)雖然響應(yīng)快但其轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大的缺陷，嚴(yán)重影響了其運(yùn)行性能。FCS-MPC(Finite Control Set Model Predictive Control，有限控制集模型預(yù)測控制)是近年來出現(xiàn)的一

2、種高性能控制算法。FCS-MPC基于模型預(yù)測控制原理，是一種在線優(yōu)化控制算法，該方法概念簡單，具有較強(qiáng)約束處理能力，并能同時(shí)考慮存在的非線性因素。通常情況下PMSM FCS-MPC系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速環(huán)采用的是常規(guī)PI轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，其控制精度的魯棒性較差。因此，采用更先進(jìn)的控制策略來設(shè)計(jì)PMSM轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器具有重要意義，其中采用分?jǐn)?shù)階控制器的策略成為近幾年的研究熱點(diǎn)。
　　分?jǐn)?shù)階微積分理論是整數(shù)階微積分理論的推廣和擴(kuò)展，具有以下優(yōu)勢:
　

3、　(1)分?jǐn)?shù)階微積分具有全局性;
　　(2)分?jǐn)?shù)階微積分能夠更加精確的描述實(shí)際系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為，使得數(shù)學(xué)建模更接近實(shí)際系統(tǒng);
　　(3)分?jǐn)?shù)階微積分算子具有記憶性和遺傳性。近些年，將分?jǐn)?shù)階理論應(yīng)用到現(xiàn)代控制理論中來產(chǎn)生了分?jǐn)?shù)階控制器，在繼承和發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)控制器優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，利用分?jǐn)?shù)階微積分特有的性能，可以改善和彌補(bǔ)傳統(tǒng)控制器的缺點(diǎn)和不足，使得所設(shè)計(jì)的控制器具有分?jǐn)?shù)階和傳統(tǒng)控制器的雙重優(yōu)點(diǎn)。
　　主要研究內(nèi)容分為以下幾個(gè)方面:<

4、br>　　(1)基于傳統(tǒng)PI轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，設(shè)計(jì)PMSM模型預(yù)測電流控制系統(tǒng)，并和傳統(tǒng)的矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析。
　　(2)在PMSM模型預(yù)測電流控制系統(tǒng)下設(shè)計(jì)分?jǐn)?shù)階積分滑模轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和分?jǐn)?shù)階終端滑模轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，并從滑模到達(dá)時(shí)間、收斂時(shí)間及減小抖振等方面對(duì)比分析分?jǐn)?shù)階滑?？刂破骱驼麛?shù)階滑模控制器的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　(3)在考慮電機(jī)參數(shù)變化及外部擾動(dòng)的不確定的情況下，設(shè)計(jì)了擴(kuò)展分?jǐn)?shù)階滑模擾動(dòng)觀測器，并與分?jǐn)?shù)階終端滑模轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器構(gòu)成一