永磁同步電機控制策略研究.pdf

1、由于現(xiàn)代永磁材料的不斷發(fā)展進步和永磁同步電機高功率密度、高可靠性、高效率、以及結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕等優(yōu)點，這使得永磁同步電機作為執(zhí)行機構(gòu)或控制機構(gòu)被廣泛的應(yīng)用于航空、航天、數(shù)控機床、電動汽車等諸多生產(chǎn)和生活領(lǐng)域中，并且在紡織、印染、拉拔、造紙、軋鋼等生產(chǎn)領(lǐng)域中要求對多臺永磁同步電機進行同步控制。對永磁同步電機控制的好壞直接關(guān)系到生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，本文為提高對永磁同步電機轉(zhuǎn)速的控制精度，所做的工作和成果如下：
　　1、本文

2、首先分析了永磁同步電機的結(jié)構(gòu)、數(shù)學模型和電壓空間矢量 PWM控制原理以及實現(xiàn)方法，在此基礎(chǔ)上搭建了適用于永磁同步電機控制的電壓空間矢量PWM控制的仿真模型，為永磁同步電機控制策略的研究提供了一個基礎(chǔ)和平臺。
　　2、采用電壓空間矢量 PWM控制時，永磁同步電機定子側(cè)的電流含有高頻噪聲，而在對轉(zhuǎn)速、電流的雙閉環(huán)中的電流環(huán)進行PID控制時需要求電流的微分信號，在運用滑模變結(jié)構(gòu)控制時也需要求信號的微分信號。當信號中含有噪聲時，再用經(jīng)典微

3、分器求信號的微分信號時會對噪聲進行放大，這樣求得的微分信號就會被放大的噪聲所淹沒。為了解決這個問題，本文運用最速跟蹤微分器求信號的微分信號，仿真結(jié)果表明：最速跟蹤微分器克服了噪聲放大效應(yīng)，可以很好的去除信號中的噪聲。
　　3、永磁同步電機是一個多變量、變參數(shù)、強耦合的非線性系統(tǒng)，因此本文采用對參數(shù)變化及擾動不靈敏的滑模變結(jié)構(gòu)控制技術(shù)對其進行控制。但通過仿真分析發(fā)現(xiàn)，當采用線性滑模面與飽和函數(shù)相結(jié)合設(shè)計滑模變結(jié)構(gòu)控制器時，雖然可以很

4、好的削弱抖振，但是系統(tǒng)的控制精度卻被嚴重的降低。為此，本文設(shè)計了非線性滑模面，并與飽和函數(shù)相結(jié)合設(shè)計了非線性滑模變結(jié)構(gòu)控制器，仿真結(jié)果證明，運用本文設(shè)計的控制器對電機進行控制時，不但可以很好的削弱抖振，而且系統(tǒng)的控制精度也得到了較大提高。
　　4、針對多電機同步控制時各臺電機受到驅(qū)動性能不相同、負載擾動不一樣的問題，本文設(shè)計了多電機相鄰交叉耦合環(huán)形同步控制系統(tǒng)。根據(jù)電機和相鄰電機的同步誤差方程、以及電機輸出轉(zhuǎn)速和設(shè)定轉(zhuǎn)速的跟蹤誤差