永磁同步電機(jī)的預(yù)測控制算法研究.pdf

1、隨著永磁同步電機(jī)控制算法和DSP技術(shù)的不斷發(fā)展，采用高性能控制策略的數(shù)字永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)將成為發(fā)展的趨勢。由于高性能永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)需要有快速響應(yīng)電流環(huán)以保證系統(tǒng)的高動態(tài)性能，而傳統(tǒng)的PI控制器往往調(diào)節(jié)時間長，且易于出現(xiàn)超調(diào)和振蕩等現(xiàn)象，難以滿足高性能伺服系統(tǒng)應(yīng)用場合的要求。雖然電流預(yù)測控制依賴精確數(shù)學(xué)模型，但是它能夠?qū)崿F(xiàn)高動態(tài)響應(yīng)需求，因此深入研究預(yù)測控制在電機(jī)控制中運(yùn)用，具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文首先介紹了永磁同

2、步電機(jī)矢量控制的基本框架，包括了空間矢量、靜止坐標(biāo)系、和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型、電磁轉(zhuǎn)矩方程、運(yùn)動方程和矢量控制技術(shù)以及SVPWM的實(shí)現(xiàn)方法，并在Simulink環(huán)境中對整個系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。通過對永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模分析，設(shè)計(jì)了PI控制器參數(shù)，證明了PI控制器存在的快速與超調(diào)的內(nèi)在矛盾。由于傳統(tǒng)的預(yù)測控制存在的電流穩(wěn)態(tài)誤差問題，因此本文將引入擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測器，對擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測器的原理進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)并驗(yàn)證電流擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測器的有效性，為后

3、面補(bǔ)償算法提供理論基礎(chǔ)。
　　在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，推導(dǎo)出永磁同步電機(jī)和電壓型逆變器的預(yù)測數(shù)學(xué)模型。基于電機(jī)和逆變器的預(yù)測模型深入分析了控制器參數(shù)偏差對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和電流穩(wěn)態(tài)誤差的影響，同時在一定工況條件下進(jìn)行的仿真實(shí)驗(yàn)來說明這個問題?；谇懊鎸τ来磐诫姍C(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的深入研究，提出了一種消除電流穩(wěn)態(tài)誤差的補(bǔ)償算法，在Simulink環(huán)境下進(jìn)行帶補(bǔ)償算法預(yù)測模型仿真，仿真實(shí)驗(yàn)表明了在參數(shù)出現(xiàn)偏差的情況下，有很好的補(bǔ)償效果。最后基