基于PMSM的柴油發(fā)動機力矩補償系統控制策略研究.pdf

1、柴油發(fā)動機現已廣泛應用于鉆井平臺當中，但是柴油發(fā)動機的機械特性較軟，在有沖擊性力矩負載的工況下易出現轉速大幅跌落甚至堵轉等現象。本文提出一種基于磁同步電機的力矩補償控制方法，在柴油機輸出軸上同軸連接一臺可短時高倍過載的永磁同步電機以快速補償突加力矩負載。本文就基于永磁同步電機的力矩補償控制策略展開研究。
　　首先，在建立基于交流電機力矩補償單元的雙輸入控制系統基礎上，分析了柴油發(fā)動機在突加力矩負載工況下的力矩調節(jié)特性，并在Matl

2、ab/Simulink軟件中搭建仿真模型，分析轉速跌落原因。選擇永磁同步電機作為力矩補償控制電機，并對其建立數學模型，為后面章節(jié)力矩補償控制策略奠定基礎。
　　其次，在對補償用永磁同步電機控制中采用直軸電流為0的雙閉環(huán)矢量控制方案。為識別力矩大小并快速補償突加力矩，本文提出一種由模糊控制技術與傳統PI控制器相結合而構造成的混合模糊PI控制器的控制方法。分析了不同隸屬函數對控制效果的影響，并采用了Mamdini模糊推理方法制定了對應

3、的模糊控制規(guī)則，從而實現了根據轉速和力矩大小調節(jié)電機力矩輸出，使柴油機轉速維持在一定的范圍內，達到了快速補償力矩的目的。
　　再次，考慮到系統應用環(huán)境，提出采用基于無位置傳感器技術的控制方案。研究一種基于滑模觀測器的轉子位置估算方法，在電機兩相靜止坐標系下構建滑模觀測器，并分別對直接計算法和應用鎖相環(huán)的估算方法進行對比研究。進而提出構建一種包含反電動勢觀測環(huán)節(jié)的擴展滑模觀測器，最終通過建立模型參考自適應系統，結合適當的自適應律來提