基于PI型迭代學(xué)習(xí)控制的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制策略.pdf

1、永磁同步電機(jī)具有功率密度高、可控性好和結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。但空間磁場分布非正弦、齒槽效應(yīng)和電流檢測誤差等因素引發(fā)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問題嚴(yán)重影響了調(diào)速系統(tǒng)的控制精度，限制了永磁同步電機(jī)在高性能直驅(qū)系統(tǒng)的應(yīng)用，比如電梯轎廂曳引機(jī)控制系統(tǒng)和電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)。本文從機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的基本理論出發(fā)，得出了交流電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的一般表達(dá)式，并在此基礎(chǔ)上分析了諧波轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)與定子電流及空間磁場非正弦分布之間的關(guān)系。同時(shí)在綜合分析諧波轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和齒槽

2、轉(zhuǎn)矩基礎(chǔ)上對轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，得出其在dq坐標(biāo)系下的表達(dá)式，為抑制永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)提供理論基礎(chǔ)。
　　 針對轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)為周期性外部擾動(dòng)的特點(diǎn)，本文采用PI型迭代學(xué)習(xí)控制算法構(gòu)建控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速環(huán)控制器，取代傳統(tǒng)的P型迭代學(xué)習(xí)控制與PI控制結(jié)合的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方式。相比于現(xiàn)有迭代學(xué)習(xí)補(bǔ)償策略，新型控制器無需轉(zhuǎn)矩估算和閉環(huán)控制，提高了轉(zhuǎn)速環(huán)控制器的帶寬，利于簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少成本。該策略通過記憶機(jī)制積累控制經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對下一周期控制信

3、號的調(diào)整，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膓軸電流參考信號，達(dá)到抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的目的。
　　 通過對比P型與PI型兩種迭代學(xué)習(xí)控制對轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的抑制效果，得出了兩種算法對周期性外部擾動(dòng)抑制能力的分析結(jié)論，并證明了PI型迭代學(xué)習(xí)控制器的穩(wěn)定性，確定了PI型迭代學(xué)習(xí)算法的收斂條件。在控制系統(tǒng)穩(wěn)定和迭代學(xué)習(xí)算法收斂前提下，討論了參數(shù)設(shè)計(jì)對系統(tǒng)性能的影響。
　　 以傳統(tǒng)矢量控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了基于PI型迭代學(xué)習(xí)控制算法的永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。采用d軸電