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

1、直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)不需要進行解耦控制,并且結(jié)構(gòu)簡單、動態(tài)響應(yīng)快,因而被廣泛應(yīng)用于永磁同步電機中。然而在實際生產(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滯的DTC系統(tǒng)的研究就具有重要的理論意義和實際價值。
　　全文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:
　　1.研究設(shè)計了永磁同步電機定子磁鏈—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,而低速時直流偏移和電機參數(shù)變化等因素又會引起定子磁鏈觀測精度下降。針對此問題,本文首先進行了簡單的變量代換,將含有轉(zhuǎn)子位置信號的定子電流方程轉(zhuǎn)化為不含轉(zhuǎn)子位置信號的方程。其次,設(shè)計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參數(shù)影響的問題。然后,為了簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),又進一步設(shè)計了以定子電流和定子磁鏈為狀態(tài)變量的降維觀測器。最后仿真驗證了帶有這兩種觀測器的DTC系統(tǒng)

3、的電機參數(shù)魯棒性好,轉(zhuǎn)矩和磁鏈脈動小,低速時電機性能得到很大提升。
　　2.研究了兩種直接轉(zhuǎn)矩預測控制方法。針對時滯現(xiàn)象容易引起系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩脈動增大的問題,提出了兩種預測方法。第一種預測方法是全維狀態(tài)預測方法,它是在全維觀測器的基礎(chǔ)上,直接預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。第二種預測方法是直接對轉(zhuǎn)矩和磁鏈幅值預測的方法。該方法結(jié)合了矢量控制和 DTC的優(yōu)點,直接對轉(zhuǎn)矩和磁鏈幅