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基于矢量控制的永磁同步电机调速系统研究

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第一章绪论

1.1交流伺服系统发展的趋势

1.2永磁同步电机在交流伺服系统中的应用

1.3交流电机控制策略

1.4交流电机控制系统的控制算法研究现状

1.5研究背景

1.6论文的内容与结构

第二章永磁同步电机的数学模型

2.1永磁同步电机的种类与结构

2.2永磁同步电机的基本控制方法

2.3坐标变换的基本原理

2.4永磁同步电机的数学模型

2.5永磁同步电机的工作原理

2.6本章小结

第三章永磁同步电机交流调速系统的PI控制算法

3.1 MATLAB/SIMULINK概述

3.2永磁同步电机的矢量控制方案

3.3 PI控制原理简介

3.4永磁同步电机矢量控制系统仿真环境的建立

3.5永磁同步电机矢量控制系统的仿真实现与结果

3.6本章小节

第四章基于扩张状态观测器的永磁同步电机算法

4.1扩张状态观测器

4.2基于扩张状态观测器的永磁同步电机算法

4.3基于扩张状态观测器的永磁同步电机算法仿真

4.4本章小结

第五章基于扩张状态观测器的永磁同步电机非光滑控制算法

5.1非光滑控制理论

5.2基于扩张状态观测器的永磁同步电机非光滑控制器设计原理

5.3仿真验证

5.4本章小结

第六章结论与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢

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摘要

同步电机调速是交流调速传动的两大分支之一,随着电力电子技术,微电子技术和现代电机控制理论的发展,圊步电机调速系统得到广泛的应用。作为同步电机的一种,永磁同步电机在交流调速系统中占有重要的位置,对永磁同步电机控制算法的研究越来越受到控制理论学者和工程人士的重视。 论文以永磁同步电机为对象,采用矢量控制方案,利用Matlab/Simulink软件搭建了系统的仿真环境,在此基础上进行了速度环控制器的算法研究。首先我们研究了基于PI的伺服控制算法,在仿真基础上指出了PI算法存在的一些不足。在此基础上我们研究了基于扩张状态观测器(ESO)前馈补偿和线性比例反馈控制的永磁同步电机速度环控制算法,仿真实验表明,这种方法可以提高系统的动态性能和抗扰动能力。非光滑线性理论是控制理论的一个新兴研究领域。本文在ESO加比例反馈方案基础上,提出了采用非光滑比例反馈替代线性比例反馈环节的改进方案。仿真结果表明该方案进一步提高了系统的快速性和抗扰动能力。

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