交流永磁同步電機(jī)高性能電流控制策略研究.pdf

1、目前，交流永磁同步電機(jī)在高端裝備制造和工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。為了使永磁同步電機(jī)具有高控制性能，就需要提高電機(jī)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性，即實(shí)現(xiàn)電機(jī)電流環(huán)高響應(yīng)控制。電流環(huán)響應(yīng)特性與電機(jī)參數(shù)、電流控制策略、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式等因素有關(guān)。本文針對(duì)電流控制環(huán)路存在的控制延時(shí)問(wèn)題，從電流控制實(shí)現(xiàn)時(shí)序策略和電流控制策略?xún)煞矫妫芯靠刂蒲訒r(shí)的補(bǔ)償方法，以提高電流響應(yīng)速度。
　　本文基于矢量控制系統(tǒng)模型，首先分析了電機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中控制延時(shí)的特性，并從頻率

2、特性上研究了控制延時(shí)對(duì)電流環(huán)控制性能的影響。在此基礎(chǔ)上，本文分析了三種已有電流環(huán)任務(wù)實(shí)現(xiàn)時(shí)序方式及其延時(shí)特性，給出了延時(shí)最優(yōu)時(shí)序策略，并在Matlab/Simulink中搭建了仿真系統(tǒng)，對(duì)不同時(shí)序策略進(jìn)行對(duì)比分析，仿真結(jié)果表明了延時(shí)最優(yōu)時(shí)序策略的效果。
　　為進(jìn)一步提高電流環(huán)動(dòng)態(tài)性能，本文將Smith預(yù)估器應(yīng)用于電流環(huán)控制。結(jié)合控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式，本文對(duì)基于Smith預(yù)估控制的電流環(huán)系統(tǒng)頻率特性進(jìn)行了分析。由于Smith預(yù)估器的性能

3、依賴(lài)系統(tǒng)模型參數(shù)，本文討論了電機(jī)參數(shù)誤差對(duì)于Smith預(yù)估控制策略的影響。通過(guò)仿真研究，表明了Smith預(yù)估控制策略的有效性和參數(shù)魯棒性。
　　在此基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了基于ARMcortexM4控制器的交流永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)上述時(shí)序優(yōu)化策略和Smith預(yù)估控制策略的性能進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用延時(shí)最優(yōu)時(shí)序策略，可以有效減小電流環(huán)延時(shí)；采用Smith預(yù)估控制策略，可以預(yù)估電流變化，對(duì)控制延時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。兩種方案均可以