永磁同步電機多采樣率模型預測控制研究.pdf

1、永磁同步電機具有結構簡單、功率密度高、啟動轉矩大、控制方法簡單、能耗小等優(yōu)點，近年來在工業(yè)領域的到廣泛應用。隨著永磁同步電機的廣泛運用，改善永磁同步電機的控制算法，提高永磁同步電機運行性能，具有重要意義。
　　模型預測控制(MPC)是建立在對被控對象建模的基礎之上的控制算法，因其考慮控制量對系統(tǒng)未來狀態(tài)的影響，與傳統(tǒng)PI控制相比，具有動態(tài)響應快、超調(diào)小等優(yōu)點，近年來逐步開始應用于永磁同步電機控制領域，進一步深入的研究基于模型預測控

2、制算法的永磁同步電機控制，具有重要的實際應用意義。
　　論文首先介紹了永磁同步電機的發(fā)展概況及目前交流電機控制理論的研究現(xiàn)狀，分別在三相靜止坐標系、兩相靜止坐標系及同步旋轉坐標系下建立永磁同步電機數(shù)學模型，研究了永磁同步電機矢量控制的原理及SVPWM基本原理，采取id=0策略，在Matlab/Simulink中搭建了傳統(tǒng)基于PI控制的雙閉環(huán)永磁同步電機矢量控制仿真模型。
　　其次，深入研究模型預測控制理論，以連續(xù)時不變線性系

3、統(tǒng)為例，完成了離散時間的模型預測控制算法的理論推導，結合多采樣率數(shù)字控制系統(tǒng)的基本概念，建立了連續(xù)時不變系統(tǒng)的輸入多采樣率數(shù)字控制系統(tǒng)下的空間狀態(tài)模型，結合模型預測控制算法，建立了基于輸入多采樣率數(shù)字控制系統(tǒng)的模型預測控制的算法。
　　再次，分別設計了永磁同步電機單采樣率及多采樣率單環(huán)模型預測控制算法，完成單采樣率單環(huán)模型預測控制與PI控制、單采樣率與多采樣率單環(huán)模型預測控制仿真對比分析，仿真結果驗證單環(huán)模型預測控制算法的有效性、

4、可行性，且比PI控制有更好的控制效果;多采樣率單環(huán)模型預測控制能夠改善單采樣率單環(huán)模型預測控制穩(wěn)態(tài)運行時的控制效果。
　　最后，完成了永磁同步電機實驗平臺的硬件設計，搭建了實驗平臺，進行了電機啟動、加減載、調(diào)速實驗，對單采樣率與多采樣率永磁同步電機單環(huán)模型預測控制算法有效性、可行性進行了實驗驗證。實驗結果表明，單環(huán)模型預測控制具有比PI控制更好的轉速控制性能，多采樣率單環(huán)模型預測控制能夠進一步提高單采樣率單環(huán)模型預測控制的穩(wěn)態(tài)控制